知识点:同步对象编程如何正确地使用“releasemutex”释放C++中的互斥量?

作者:平凉淘贝游戏开发公司 阅读:92 次 发布时间:2023-05-15 15:42:04

摘要:  互斥量是多线程编程中一个重要的同步对象之一,它能够帮助开发者在多个线程中协调共享资源的访问,从而避免数据竞争的发生。C++标准库中提供了多种互斥量,其中包括mutex、recursive_mutex、timed_mutex、recursive_timed_mutex等,它们都具有lock()和unlock()方法,可以...

  互斥量是多线程编程中一个重要的同步对象之一,它能够帮助开发者在多个线程中协调共享资源的访问,从而避免数据竞争的发生。C++标准库中提供了多种互斥量,其中包括mutex、recursive_mutex、timed_mutex、recursive_timed_mutex等,它们都具有lock()和unlock()方法,可以分别加锁和解锁共享资源。但是在使用互斥量进行资源同步的过程中,我们需要注意一些细节,避免在编程中出现错误。本文我们就来详细了解一下如何正确地使用C++中的互斥量,特别是在解锁互斥量时需要使用的releasemutex。

知识点:同步对象编程如何正确地使用“releasemutex”释放C++中的互斥量?

  首先,我们需要了解的是什么是releasemutex,以及它的作用。releasemutex是Visual C++的Microsoft提供的一种扩展函数,它用于强制释放指定的互斥体。在Windows系统中,一般使用AcquireMutex和ReleaseMutex来操作互斥体,但AcquireMutex只是获取互斥体的控制权,而并未真正地上锁,因此,当在同一个线程内调用ReleaseMutex时意味着要解锁当前线程所拥有的互斥体。但是当在不同的线程内调用ReleaseMutex时,表示要释放某个其他线程所拥有的互斥体。此时,如果指定的互斥体已经被其他线程所拥有,那么当前线程将处于等待状态,直到该互斥体被释放为止。

  关于C++中互斥量的正确使用方法,最关键的一点是要避免死锁的发生。在多线程编程中,死锁是非常容易发生的问题。所谓死锁是指互相等待彼此所拥有资源的一种情况。如果两个线程同时试图获取两个资源,但是每个线程都只获得了其中一个资源,那么就会陷入死锁状态,直到超时或手动释放资源。在编写程序时,我们应该始终避免死锁情况的发生,否则极可能导致整个程序崩溃。

  下面我们来看一下例子:

  ```C++

  #include

  #include

  #include

  using namespace std;

  mutex mtx1, mtx2;

  void func1() {

   while (true) {

   cout << "func1 lock mtx1" << endl;

   mtx1.lock();

   cout << "func1 lock mtx2" << endl;

   mtx2.lock();

   // do something

   mtx2.unlock();

   mtx1.unlock();

   cout << "func1 release mutex" << endl;

   // sleep some time

   this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(1000));

   }

  }

  void func2() {

   while (true) {

   cout << "func2 lock mtx2" << endl;

   mtx2.lock();

   cout << "func2 lock mtx1" << endl;

   mtx1.lock();

   // do something

   mtx1.unlock();

   mtx2.unlock();

   cout << "func2 release mutex" << endl;

   // sleep some time

   this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(1000));

   }

  }

  int main() {

   thread t1(func1);

   thread t2(func2);

   t1.join();

   t2.join();

   return 0;

  }

  ```

  以上代码是两个线程相互等待对方释放资源的典型案例,它会陷入死锁状态,无法正常执行完程序。为了避免死锁的发生,我们需要在代码中使用正确的同步策略,遵循不阻塞、不饥饿原则,以及避免持有锁的时间过长等。

  同时,我们还需要注意互斥量的粒度问题。互斥量的粒度是指锁住的资源的大小,确切地说,是指被互斥量控制的代码片段的大小。互斥量粒度越小,占用的资源和等待的时间就越少,因此会导致更好的多线程性能和更少的竞争情况。但是,互斥量粒度过小也会产生管理开销和形成复杂度的问题,因此我们需要在使用时根据实际情况进行权衡和选择。

  最后,我们来看一下releasemutex的使用方法。因为它是Windows系统的扩展函数,因此需要对它进行封装,以保证在各个操作系统下都能够正常运行。例如下面的代码:

  ```C++

  #include

  #include

  #include

  using namespace std;

  mutex mtx1, mtx2;

  void func1() {

   while (true) {

   cout << "func1 lock mtx1" << endl;

   mtx1.lock();

   cout << "func1 lock mtx2" << endl;

   mtx2.lock();

   // do something

   mtx2.unlock();

   mtx1.unlock();

   cout << "func1 release mutex" << endl;

   Sleep(1000);

   }

  }

  void func2() {

   while (true) {

   cout << "func2 lock mtx2" << endl;

   mtx2.lock();

   cout << "func2 lock mtx1" << endl;

   mtx1.lock();

   // do something

   mtx1.unlock();

   ReleaseMutex(mtx2.native_handle());

   cout << "func2 release mutex" << endl;

   Sleep(1000);

   }

  }

  int main() {

   thread t1(func1);

   thread t2(func2);

   t1.join();

   t2.join();

   return 0;

  }

  ```

  在以上代码中,我们使用明确的Windows API ReleaseMutex来释放互斥体,它接收一个指向互斥体的句柄,而互斥体的native_handle方法可以返回一个直接指向内部句柄的指针。这样可以避免线程之间的死锁,并且也保证了线程之间的互斥访问,符合良好的多线程编程习惯。而Sleep函数则是Windows系统提供的一种线程暂停的方法,它类似于C++11中的this_thread::sleep_for方法,可以让当前线程暂停一段时间,以避免对于CPU的过多占用。

  总结一下,正确地使用互斥量是进行多线程编程中的一个重要主题,它涉及到多种技术和策略的应用。避免死锁、掌握互斥量粒度并减小锁持有的时间、以及使用releasemutex等方法,可以帮助我们构建更加健壮和高效的多线程程序。同时,在开发过程中,我们也需要尽可能地减少对于Windows API的依赖,以保证代码的可移植性。

  • 原标题:知识点:同步对象编程如何正确地使用“releasemutex”释放C++中的互斥量?

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