这个锁块是如何工作的？ [关闭]

Question

我看到一个头文件如下：

#include <pthread.h>

#define lock(x) if(Lock _lock_=x){}else

class Mutex{
    public:
        Mutex(){
            pthread_mutex_init(&mutex_, 0);
        };

        ~Mutex(){
            pthread_mutex_destroy(&mutex_);
        };

        friend class Lock;

    private:
        pthread_mutex_t mutex_;

        void Lock(){
            pthread_mutex_lock(&mutex_);
        };

        void Unlock(){
            pthread_mutex_unlock(&mutex_);
        };
};

class Lock{
    public:
        Lock(Mutex& mutex):mutex_(mutex){mutex_.Lock();};
        ~Lock(){mutex_.Unlock();};

        operator bool() const {
            return false;
        }

    private:
        Mutex& mutex_;
};

它定义了一个lock(x) 宏。下面是这个宏的使用方法：

...
Mutex mtx;
lock(mtx) {
  // critical section
}
...

那么，这个锁宏是如何工作的呢？为什么？

Answer 1

因此，预处理器将就地扩展宏（实质上是将其插入代码中）。所以你的例子变成了：

...
Mutex mtx;
if(Lock _lock_=mtx){}else {
  // critical section
}
...

或者，使用更好的格式，

...
Mutex mtx;
if(Lock _lock_=mtx)
{
}
else
{
  // critical section
}
...

它通过Lock类的构造函数锁定了Mutex，而if()语句中的表达式由于Lock的operator bool() const的实现而总是计算为false，所以在else { } 部分被执行。

我想我还会提到，我认为这是一种......比必要的方式更复杂的方式来做到这一点。在作用域的开头声明一个新的Lock 并完全取消宏将是“同样容易”（并且可能更容易理解）。例如，Qt's QMutexLocker 就是这样使用的。

Answer 2

我们可以在这里做一点纸上的宏扩展：

你的宏 =

#define lock(x) if(Lock _lock_=x){}else

以及它的用途：

Mutex mtx;
lock(mtx) {
  // critical section
}

在宏替换后变为：

Mutex mtx;
if(Lock _lock_=mtx)
{
  // BLOCK 1
}
else
{
  // BLOCK 2
  // critical section
}

所以，_lock_ 是从 mtx 复制分配的，它试图通过调用 pthread_mutex_lock 来锁定互斥锁，returns 0 if succesful 并在互斥锁已被阻止时阻止。

if 块正在调用 Lock::operator bool()，它总是返回 false：

运算符 bool() const { 返回假； }

因为这总是返回false，所以我标记为BLOCK 1 的块永远不会被占用，而是调用你的临界区代码（BLOCK 2）。