c++ - 设计线程安全的可复制类

Question

使类线程安全的直接方法是添加互斥锁属性并在访问器方法中锁定互斥锁

class cMyClass {
  boost::mutex myMutex;
  cSomeClass A;
public:
  cSomeClass getA() {
    boost::mutex::scoped_lock lock( myMutex );
    return A;
  }
};

问题是这使得类不可复制。

我可以通过将互斥锁设为静态来让事情正常进行。然而，这意味着当任何其他实例被访问时，类的每个实例都会阻塞，因为它们都共享相同的互斥体。

请问有没有更好的办法？

我的结论是没有更好的方法。使用 private static mutex 属性使类线程安全是“最好的”:-它简单，有效，并且隐藏了尴尬的细节。

class cMyClass {
  static boost::mutex myMutex;
  cSomeClass A;
public:
  cSomeClass getA() {
    boost::mutex::scoped_lock lock( myMutex );
    return A;
  }
};

缺点是该类的所有实例共享同一个互斥锁，因此会不必要地相互阻塞。这不能通过使互斥锁属性成为非静态的(因此为每个实例提供自己的互斥锁)来解决，因为如果操作得当，复制和分配的复杂性将是噩梦般的。

如果需要，单个互斥量必须由外部不可复制的单例管理，并在创建时建立到每个实例的链接。

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感谢大家的回复。

有几个人提到要编写我自己的复制构造函数和赋值运算符。我试过了。问题是我的真实类(class)有很多属性，这些属性在开发过程中总是在变化。维护复制构造函数和赋值运算符既乏味又容易出错，错误会导致很难发现错误。让编译器为复杂的类生成这些是一个巨大的节省时间和减少错误的方法。

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许多响应都关心如何使复制构造函数和赋值运算符线程安全。这个要求给整个事情增加了更多的复杂性!对我来说幸运的是，我不需要它，因为所有复制都是在设置期间在单个线程中完成的。

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我现在认为最好的方法是构建一个小类来保存互斥锁和关键属性。然后我可以为关键类编写一个小的复制构造函数和赋值运算符，让编译器处理主类中的所有其他属性。

class cSafe {
  boost::mutex myMutex;
  cSomeClass A;
public:
  cSomeClass getA() {
    boost::mutex::scoped_lock lock( myMutex );
    return A;
  }
  (copy constructor)
  (assignment op )

};
class cMyClass {
  cSafe S;
  ( ... other attributes ... )
public:
  cSomeClass getA() {
    return S.getA();
  }
};

Answer 1

您可以定义自己的复制构造函数(和复制赋值运算符)。复制构造函数可能看起来像这样:

cMyClass(const cMyClass& x) : A(x.getA()) { }

请注意，getA() 需要是 const 限定的才能工作，这意味着互斥量需要是 可变的；您可以使参数成为非常量引用，但这样您就不能复制临时对象，这通常是不可取的。

此外，考虑到在如此低的级别上执行锁定并不总是一个好主意:如果您在访问器和修改器函数中锁定互斥锁，您将失去很多功能。例如，你不能执行比较和交换，因为你不能用互斥锁的单个锁获取和设置成员变量，如果你有多个数据成员由互斥锁控制，你不能访问其中不止一个锁定了互斥量。