增强互斥锁

Question

我正在阅读 drdobbs.com 上的 Boost Mutex 教程，并找到了这段代码：

#include <boost/thread/thread.hpp>
#include <boost/thread/mutex.hpp>
#include <boost/bind.hpp>
#include <iostream>

boost::mutex io_mutex;

void count(int id)
{
  for (int i = 0; i < 10; ++i)
  {
    boost::mutex::scoped_lock
      lock(io_mutex);
    std::cout << id << ": " <<
      i << std::endl;
  }
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  boost::thread thrd1(
    boost::bind(&count, 1));
  boost::thread thrd2(
    boost::bind(&count, 2));
  thrd1.join();
  thrd2.join();
  return 0;
}

现在我明白了 Mutex 的意义在于防止两个线程同时访问同一个资源，但我没有看到 io_mutex 和 std::cout 之间的相关性。这段代码是否只是锁定范围内的所有内容，直到范围完成？

Answer 1

现在我明白了 Mutex 的意义在于防止两个线程同时访问同一个资源，但我没有看到 io_mutex 和 std::cout 之间的相关性。

std::cout 是一个全局对象，因此您可以将其视为共享资源。如果您从多个线程同时访问它，这些访问必须以某种方式同步，以避免数据竞争和未定义的行为。

考虑到以下几点，您可能会更容易注意到并发访问：

std::cout << x

实际上相当于：

::operator << (std::cout, x)

这意味着您正在调用一个对std::cout 对象进行操作的函数，并且您同时从不同的线程执行此操作。 std::cout 必须以某种方式受到保护。但这并不是scoped_lock 存在的唯一原因（继续阅读）。

此代码是否只是锁定范围内的所有内容，直到范围完成？

是的，它会锁定io_mutex，直到锁定对象本身超出范围（作为典型的 RAII 包装器），这发生在 for 循环的每次迭代结束时。

为什么需要它？好吧，虽然在 C++11 中单独插入 cout 保证是线程安全的，但随后的单独插入可能会在多个线程输出某些内容时交错。

请记住，通过operator << 的每次插入都是一个单独的函数调用，就像您正在做的那样：

std::cout << id;
std::cout << ": ";
std::cout << i;
std::cout << endl;

operator << 返回流对象这一事实允许您将上述函数调用链接到一个表达式中（就像您在程序中所做的那样），但您仍然有几个单独的函数调用这一事实。

现在看上面的sn-p，更明显的是这个作用域锁的目的是为了保证表单的每条消息：

<id> ": " <index> <endl>

在不与其他消息的部分交错的情况下打印。

此外，在 C++03 中（cout 的插入不保证是线程安全的），锁将保护 cout 对象本身不被并发访问。

Answer 2

互斥锁与程序中的任何其他内容无关 （条件变量除外），至少在更高的水平上。 互斥体有两个作用：控制程序流，防止 多个线程执行相同的代码块 同时地。它还确保内存同步。这 这里的重要问题是互斥锁与 资源，并且不要阻止两个线程访问同一个 同时资源。互斥锁定义了一个临界区 代码，一次只能由一个线程输入。如果 对特定资源的所有使用都是在关键的情况下完成的 由同一互斥锁控制的部分，则资源为 受到互斥锁的有效保护。但关系是 由编码器建立，通过确保所有使用确实需要 放在关键部分。