boost学习之boost::lock_guard源码分析

本文对比了boost::lock_guard与boost::unique_lock两种锁机制。boost::lock_guard是一种轻量级锁,仅在对象生命周期内锁定互斥量并在离开作用域时自动解锁;而boost::unique_lock提供了更多功能,如手动解锁和设置超时。

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boost::lock_guard可以说是一种比boost::unique_lock轻量级的lock, 简单一些场景可以用它就行了。源码如下:

template<typename Mutex>

class lock_guard

{

private:

    Mutex& m;

 

    explicit lock_guard(lock_guard&);

    lock_guard& operator=(lock_guard&);

public:

    explicit lock_guard(Mutex& m_) : m(m_) {

        m.lock();

    }

    lock_guard(Mutex& m_,adopt_lock_t) : m(m_)

    {}

    ~lock_guard() {

        m.unlock();

    }

}

可以看到只有两个public方法,即构造和析构函数,也就是说,使用boost::lock_guard去guard一个mutex,必然是在boost::lock_guard的对象离开其作用域时unlock它所guard的mutex,不提供提前unlock的功能。

而boost::unique_lock则提供这个功能,除了像boost::lock_guard一样在离开作用域时unlock它guard的mutex外,boost::unique还提供unlock函数,使用者可以手动执行unlock。此外,unique_lock还可以设置超时。

例子如下:

boost::mutex mutex;

void foo( )

{

    boost::lock_guard<boost::mutex> lock(mutex);

    process(data);

///没有unlock()功能,程序结束自动析构

};

### 关于 `boost::asio::steady_timer` 的替代方案 在现代 C++ 开发中,`boost::asio::steady_timer` 是一种常用的定时器实现方式,用于执行基于时间的操作。然而,在某些情况下可能需要寻找其替代品,这可能是由于项目依赖限制、性能考虑或其他特定需求。 #### 使用标准库中的 `std::chrono` 和线程 C++11 及更高版本引入了 `<thread>` 和 `<chrono>` 库,可以通过组合这两个库的功能来实现简单的定时器逻辑: ```cpp #include <iostream> #include <chrono> #include <thread> void timer_function() { std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5)); // 等待 5 秒 std::cout << "Timer expired!" << std::endl; } int main() { std::thread t(timer_function); t.join(); // 主线程等待子线程完成 return 0; } ``` 这种方法虽然简单易用,但在实际应用中可能存在一些局限性,比如无法取消计时器或支持复杂的回调机制[^2]。 --- #### Qt 定时器 (`QTimer`) 如果项目已经使用了 Qt 框架,则可以利用 `QTimer` 来代替 `boost::asio::steady_timer`。Qt 提供了一个非常强大且易于使用的事件驱动型定时器系统: ```cpp #include <QObject> #include <QCoreApplication> #include <QTimer> #include <QDebug> class MyObject : public QObject { public slots: void handleTimeout() { qDebug() << "Timer expired!"; } }; int main(int argc, char *argv[]) { QCoreApplication app(argc, argv); QTimer timer; MyObject myObject; QObject::connect(&timer, &QTimer::timeout, &myObject, &MyObject::handleTimeout); timer.setSingleShot(true); // 设置为单次触发 timer.start(5000); // 5秒后触发 return app.exec(); } ``` 此方法适用于 GUI 或非 GUI 类型的应用程序,并且具有良好的跨平台兼容性和丰富的功能扩展能力[^3]。 --- #### 自定义定时器类 (基于条件变量) 对于更灵活的需求,也可以自己实现一个基本的定时器类,借助 `std::condition_variable` 实现同步控制: ```cpp #include <iostream> #include <thread> #include <mutex> #include <condition_variable> #include <chrono> class CustomTimer { public: explicit CustomTimer(const std::chrono::milliseconds& duration) : _duration(duration), _is_running(false) {} ~CustomTimer() { stop(); } void start() { if (_is_running) return; // 如果已经在运行则不重复启动 _is_running = true; _worker = std::thread([this]() { std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex); if (!_cv.wait_for(lock, _duration, [this]() { return !_is_running; })) { on_timeout(); } }); } void stop() { { std::lock_guard<std::mutex> lock(_mutex); _is_running = false; } _cv.notify_all(); if (_worker.joinable()) { _worker.join(); } } private: const std::chrono::milliseconds _duration; bool _is_running; std::thread _worker; mutable std::mutex _mutex; std::condition_variable _cv; virtual void on_timeout() { std::cout << "Custom Timer Expired!" << std::endl; } }; int main() { CustomTimer timer{std::chrono::seconds(3)}; timer.start(); std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(4)); timer.stop(); // 手动停止计时器 return 0; } ``` 这种自定义解决方案提供了更高的灵活性,允许开发者根据具体场景调整行为模式[^4]。 --- #### 其他第三方库选项 除了上述提到的方法外,还有其他几个流行的 C++ 库也提供类似的定时器功能: - **libuv**: 这是一个轻量级的异步 I/O 库,广泛应用于 Node.js 中的核心部分。它包含了高效的定时器 API。 - **Poco Library**: Poco 提供了一套全面的基础工具集,其中包括强大的定时器组件。 - **ACE Framework**: Adaptive Communication Environment 支持多种并发模型以及高级定时服务。 每种选择都有各自的优缺点,需依据项目的实际情况权衡取舍[^5]。 ---
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