使用 std::mutex 复制类答案

【问题标题】：Copy Class with std::mutex使用 std::mutex 复制类
【发布时间】：2015-05-20 03:59:04
【问题描述】：

我有一个以 std::mutex 作为成员的类。我正在尝试创建此类类的数组

class C
{
 int x;
 std::mutex m;
};

int main()
{
  C c[10];
  //later trying to create a temp C
  C temp = c[0];
}

显然以上是不可能的，因为互斥对象是不可复制的。解决方法是通过拷贝构造函数。

但是，我在创建复制构造函数时遇到了问题。我试过了

C (const C &c)
{
   x = c.x;

   //1. m
   //2. m()
   //3. m = c.m
}

我不确定这 3 个选项中的正确语法是什么。请帮忙。

【问题讨论】：

stackoverflow.com/questions/29986208/…

标签： c++ c++11

【解决方案1】：

你不应该写任何这些行。您对复制构造函数的实现相当于：

C (const C &c) : x(), m()
{
   x = c.x;
}

所以互斥锁m 的新实例是default initialized，这意味着将调用默认构造函数之一。它可以安全使用。

但是，关于此代码有几个问题。 IE。如果m 保护x，则应在访问值之前显式锁定它：

C (const C &c)
{
    std::lock_guard<std::mutex> (c.m);
    x = c.x;
}

这需要将m 声明为可变（因为c 是复制ctor 中的常量引用）。

mutable std::mutex m;

最后，您可以看到复制带有互斥锁的对象是令人困惑的，如果C 是公共类，它会混淆它的用户，所以在实施复制之前要三思而后行。

【讨论】：

为什么必须在复制构造函数中锁定对x 的写入？ C 尚未构造，因此无法在线程之间共享（在复制 ctor 期间）。
@user4815162342: c 必须被构造，因为我们正在复制它，即：C a; std::thread([](const C& c) { C tmp = c; c.x = 20; }, c) a.x = 10;。如果没有锁定互斥锁，这是一个竞争条件。
哦，我明白了，您指的是读取c.x，而不是写入this->x。很抱歉造成混乱。

【解决方案2】：

简短的回答你不要复制互斥体。

让我们从基础开始，互斥锁是互斥的简称，即您要确保，当有多个线程时，您不希望它们并行更改/修改值。您想序列化访问或修改/读取，以使读取的值有效。

在上述情况下，您正在将新值复制到变量中。在这种情况下，您无需使用互斥锁，因为您正在创建新对象。

【讨论】：

另请参阅@myaut 答案以了解如何确保在复制从中复制的对象时有效
那你把互斥锁放在哪里？

【解决方案3】：

您可以使用shared_ptr<C> 的数组，然后您就不需要C 本身是可复制的...

【讨论】：

【解决方案4】：

std::mutex m 不必复制。您可以使用默认构造的互斥锁。

【讨论】：

【解决方案5】：

正如其他答案中所述，只有在非常特殊的情况下您想要这样做，但如果您有一些在内部使用互斥锁的对象类，您将需要复制和移动构造函数明确声明要移动和复制的所有内容，但互斥锁除外。这将导致互斥体（以及任何其他遗漏）被默认构造（即每个新的或复制的对象都将获得自己唯一的互斥体）。确保在使用复制或移动构造函数时不会调用任何用于保护的互斥锁，因为它们不会（不能？）调用互斥锁来锁定。

这是一个完整的示例，可以帮助将来遇到此问题的任何人：

class Shape
{
public:
    Shape() {} //default constructor
    Shape(double _size) //overloaded constructor
    {
        size = _size;
    }

    Shape(const Shape& obj) //copy constructor (must be explicitly declared if class has non-copyable member)
    {
        //Do not put any non-copyable member variables in here (ie the mutex), as they will be
        //default initialized if left out

        size = obj.size; //any variables you want to retain in the copy
    }
    Shape& operator=(const Shape&& obj) //move constructor (must be explicitly declared if class has non-copyable member)
    {
        //Do not put any non-copyable member variables in here (ie the mutex), as they will be
        //default initialized if left out

        size = obj.size;//any variables you want to retain in the move
        return *this;
    }

    double testMe() { return size; }
private:
    std::mutex dataMutex;
    double size;
};

【讨论】：