C++并发与多线程(五) unique_lock用法

unique_lock

unique_lock是一个类模板，可以完全取代lock_guard；

它的灵活性比lock_guard高很多，但是相对的，他的效率，内存的占用要高一些。

用法同lock_guard()：

unique_lock< mutex > myUnique(mutex);

unique_lock的第二个参数

std::adopt_lock

1. 这个参数表示这个互斥量已经被lock()，即不需要在构造函数中lock这个互斥量了。
2. 使用的前提，是线程已经调用了lock()，属于已经lock的状态。
3. adopt_lock参数的效果就是“假设调用线程已经取得了互斥的所有权”，如果已经lock，那么构造函数中就不会再调用lock()了。

用法：

mutex mutex1;
mutex1.lock(); //adopt_lock的前提是线程必须先lock()，否则会报错
std::unique_lock<std::mutex> myUnique(mutex1, adopt_lock); //用法同lock_guard的adopt_lock参数

std::try_to_lock

1. 尝试用mutx的lock()去锁定这个mutex，但如果没有锁定成功，会立即返回，不会阻塞在那里；
2. 使用try_to_lock的前提是，没有提前lock();
3. 使用try_to_lock的原因是防止其他的线程锁定mutex太长时间，导致本线程一直阻塞在lock这个地方；
4. owns_locks()方法可以判断是否拿到锁，返回值为true or false;

mutex mutex1;
//mutex1.lock(); //try_to_lock参数的前提是不可以提前lock()
std::unique_lock<std::mutex> myUnique(mutex1, try_to_lock); //unique_lock的try_to_lock参数用法

if(myUnique.owns_locks()){
	//拿到了锁
}
else{
	//未拿到锁
}

std::defer_lock

1. defer_lock参数是始化了一个没有加锁的mutex（因为我们知道，对于没有第二个参数的unique_lock是默认对mutex进行加锁的）
2. 使用defer_lock的前提是，没有提前lock();
3. 不给它加锁的目的是以后可以调用unique_lock的一些方法

用法：

mutex mutex1;
//mutex1.lock(); //try_to_lock参数的前提是不可以提前lock()
std::unique_lock<std::mutex> myUnique(mutex1,defer_lock); //创建一个没有加锁的mutex1
//后续可以调用unique_lock的一些方法
myUnique.lock();//加锁，不需要unlock()，会析构的时候自动unlock();

unique_lock成员函数

lock()方法

unique_lock的lock()方法，手动加锁，自动解锁（析构的时候自动调用unlock()），unique_lock引入lock方法的意义是增加灵活性，不是一定要在定义unique_lock的时候自动调用lock()（构造函数默认调用lock())。

mutex mutex1;
//mutex1.lock(); //try_to_lock参数的前提是不可以提前lock()
std::unique_lock<std::mutex> myUnique(mutex1,defer_lock); //创建一个没有加锁的mutex1

myUnique.lock();//加锁，不需要unlock()，会析构的时候自动unlock();

unlock()方法

unlock()：解锁，默认调用了lock()就会在析构的时候自动调用unlock；

引入unlock()的目的也是为了增加灵活性，有可能我们在析构之前，需要对互斥量进行访问，这时候就需要我们手动unlock，处理完毕后，再lock。

lock住的代码段越少，执行越快，整个程序运行效率高，有人也把锁头锁住的代码多少称为锁的粒度，粒度一般用粗细来描述；

a)锁住的代码少，粒度细，执行效率高
b)锁住的代码多，粒度粗，执行效率低

要尽量选择适合粒度的代码进行保护，粒度太细可能漏掉共享数据的保护，粒度太粗，影响效率。

mutex mutex1;
std::unique_lock<std::mutex> myUnique(mutex1， defer_lock);//创建一个没有加锁的mutex1
myUnique.lock(); //手动lock
//处理一些共享代码
myUnique.unlock(); //手动unlock
//处理一些非共享代码
myUnique.lock(); //处理完毕，再手动lock
//处理一些共享代码

try_lock()方法

try_lock尝试给互斥量加锁，返回true or false，与owns_locks()比较类似，这个函数是不阻塞的。

mutex mutex1;
std::unique_lock<std::mutex> myUnique(mutex1， defer_lock);//创建一个没有加锁的mutex1

if(myUnique.try_lock()){
	//拿到了锁
}
else{
	//未拿到锁
}

release()方法

1. release方法返回它所管理的mutex对象指针，并释放所有权；也就是说unique_lock和mutex不再有关系;
2. 区分release和unlock，release之后如果原来mutex对象处于加锁状态，需要接管过来并负责解锁;
3. release()返回值是一个mutex指针，需要用一个mutex*来接收。

mutex mutex1;
std::unique_lock<std::mutex> myUnique(mutex1， defer_lock);//创建一个没有加锁的mutex1

std::mutex *ptx = myUnique.release();//ptx指向现在的mutex1，需要自己手动unlock
ptx->unlock();

unique_lock所有权的传递

std::unique_lock<std::mutex> myUnique(mutex1， defer_lock);

1. myUnique拥有mutex1的所有权;
2. myUnique可以把自己对mutex(mutex1)的所有权转移给其他的unique_lock对象;
3. unique_lock对象这个mutex的所有权是属于可以移动不能复制的，因为一个unique_lock对象只能对应一个mutex对象;

std::unique_lock<std::mutex> myUnique(mutex1);
std::unique_lock<std::mutex> myUnique2(myUnique); //错误，复制mutex对象是非法的
std::unique_lock<std::mutex> myUnique2(mutex1);  //正确，再绑定一个mutex对象是合法的

下面是所有权的传递方法：

std::move

std::unique_lock<std::mutex> myUnique(mutex1);
std::unique_lock<std::mutex> myUnique2(std::move(myUnique));  

函数中return一个临时变量

从函数中返回一个局部的unique_lock对象是可以的
返回局部对象会导致系统生成一个临时的unique_lock对象，并调用unique_lock的移动构造函数；

std::unique_lock<std::mutex>rtn_unique_lock()
	{
		std::unique_lock < std::mutex > tmpguard(mutex1);
		return tmpguard;//从函数返回一个局部的unique_lock()对象是可以的，
		//返回这种局部对象tmpguard会导致系统生成临时unique_lock对象，并调用unique_lock的移动构造函数
	}
// ......
std::unique_lock<std::mutex>myUnique2 = rtn_unique_lock();//mutex1的控制权转移给myUnique2