c++ - 在 C++ 中模拟 C# lock 语句

Question

简介:对于同步，C# 提供了 System.Threading.Monitor类，提供线程同步例程，例如 Enter() , Exit() , TryEnter()等等。

此外，还有 lock确保在留下关键代码块时锁被销毁的语句，无论是通过正常执行流程还是通过异常:

private static readonly obj = new Object();

lock(obj) {
   ...
}

问题:在 C++ 中，为此目的，我们得到了 RAII 包装器 std::lock_guard和 std::unique_lock不适用于 Monitor类，但满足 Lockable 的类型概念。但是，我认为这种方法在语法上弱于 C# 实现它的方式，原因如下:

您使用无法重用的变量名污染了局部作用域。这可以通过添加新的范围来解决，例如

  {
      std::unique_lock<std::mutex> lck{ mtx };
      ...
  }

但我觉得这个符号看起来很尴尬。更让我烦恼的是这是有效的 C++:

std::unique_lock<std::mutex>{ mtx ]; // note there is no name to the lock!
...

因此，由于忘记给锁守卫一个正确的名称，该语句将被解释为类型为“mtx”的变量声明 std::unique_lock<std::mutex> ，没有锁定任何东西!

我想实现类似 lock 的东西来自 C# 的 C++ 语句。在 C++17 中，这可以很容易地完成:

#define LOCK(mutex) if(std::lock_guard<decltype(mutex)> My_Lock_{ mutex }; true)

std::mutex mtx;
LOCK(mtx) {
   ...
}

问:如何在 C++11/14 中实现它？

Answer 1

抛开“你应该这样做”，这里是如何:

虽然不完全一样，因为它需要一个分号，但我觉得我可以用分号表示。这个纯 C++14 解决方案基本上只是定义宏来启动一个立即执行的 lambda:

template<typename MTX>
struct my_lock_holder {
    MTX& mtx;
    my_lock_holder(MTX& m) : mtx{m} {}
};

template<typename MTX, typename F>
void operator+(my_lock_holder<MTX>&& h, F&& f) {
    std::lock_guard<MTX> guard{h.mtx};
    std::forward<F>(f)();
}

#define LOCK(mtx) my_lock_holder<decltype(mtx)>{mtx} + [&]

my_lock_holder 只是获取互斥锁引用以备后用，并允许我们重载 operator+。这个想法是运算符(operator)创建守卫并执行 lambda。如您所见，该宏定义了一个默认的引用捕获，因此 lambda 将能够引用封闭范围内的任何内容。然后就很简单了:

std::mutex mtx;
LOCK(mtx) {

}; // Note the semi-colon

你可以看到它构建 live .