C++17 STL Стандартная библиотека шаблонов

В этом примере мы напишем программу, которая использует экземпляр класса std::shared_mutex в эксклюзивном и коллективном режимах, и увидим, что это значит. Кроме того, не будем вызывать функции lock и unlock самостоятельно, а сделаем это с помощью вспомогательных функций RAII.

1. Сначала включим все необходимые заголовочные файлы. Поскольку мы задействуем функции и структуры данных STL, а также временные литералы, объявим об использовании пространств имен std и chrono_literal:

#include

#include

#include

#include

using namespace std;

using namespace chrono_literals;

2. Вся программа строится вокруг одного общего мьютекса, поэтому для простоты объявим его глобальный экземпляр:

shared_mutex shared_mut;

3. Мы будем использовать вспомогательные функции RAII std::shared_lock и std::unique_lock. Чтобы их имена выглядели более понятными, определим для них короткие псевдонимы:

using shrd_lck = shared_lock;

using uniq_lck = unique_lock;

4. Прежде чем начнем писать функцию main, определим две вспомогательные функции, которые пытаются заблокировать мьютекс в эксклюзивном режиме. Эта функция создаст экземпляр класса unique_lock для общего мьютекса. Второй аргумент конструктора defer_lock указывает объекту поддерживать блокировку снятой. В противном случае его конструктор попробует заблокировать мьютекс, а затем будет удерживать его до завершения. Далее вызываем метод try_lock для объекта exclusive_lock. Этот вызов немедленно вернет булево значение, которое говорит, получили мы блокировку или же мьютекс уже был заблокирован кем-то еще.

static void print_exclusive()

{

  uniq_lck l {shared_mut, defer_lock};

  if (l.try_lock()) {

    cout << "Got exclusive lock.\n";

  } else {

    cout << "Unable to lock exclusively.\n";

  }

}

5. Другая вспомогательная функция также пытается заблокировать мьютекс в эксклюзивном режиме. Она делает это до тех пор, пока не получит блокировку. Затем мы симулируем какую-нибудь ошибку, генерируя исключение (содержащее лишь простое целое число). Несмотря на то, что это приводит к мгновенному выходу контекста, в котором мы хранили заблокированный мьютекс, последний будет освобожден. Это происходит потому, что деструктор объекта unique_lock освободит блокировку в любом случае по умолчанию.

static void exclusive_throw()

{

  uniq_lck l {shared_mut};

  throw 123;

}

6. Теперь перейдем к функции main. Сначала откроем еще одну область видимости и создадим экземпляр класса shared_lock. Его конструктор мгновенно заблокирует мьютекс в коллективном режиме. Мы увидим, что это значит, в следующих шагах.

int main()

{

  {

    shrd_lck sl1 {shared_mut};

    cout << "shared lock once.\n";

7. Откроем еще одну область видимости и создадим второй экземпляр типа shared_lock для того же мьютекса. Теперь у нас есть два экземпляра типа shared_lock, и оба содержат общую блокировку мьютекса. Фактически можно создать произвольно большое количество экземпляров типа shared_lock для одного мьютекса. Затем вызываем функцию print_exclusive, которая пытается заблокировать мьютекс в эксклюзивном режиме. Эта операция не увенчается успехом, поскольку он уже находится в коллективном режиме.

    {

      shrd_lck sl2 {shared_mut};

      cout << "shared lock twice.\n";

      print_exclusive();

    }

8. После выхода из самой поздней области видимости деструктор объекта sl2 типа shared_lock освобождает свою общую блокировку мьютекса. Функция print_exclusive снова даст сбой, поскольку мьютекс все еще находится в коллективном режиме блокировки.

    cout << "shared lock once again.\n";

    print_exclusive();

  }

  cout << "lock is free.\n";