Question

Mutex的正确用法是什么？我怎么知道它在保护什么？是否会阻止所有线程在锁定期间运行？

例如，我有一个包含对象列表的单例。

NSString *newID = [[NSUUID UUID] UUIDString];

在一个单独的类中，我有一个更新方法。这是在一个单独的线程中运行。

class Foo
{
    // Pretend this is a singleton.
    std::list<Object>* GetObjects() { return &objects; }
    void Reset() { for ( auto iter = objects.begin(); iter != objects.end(); ++iter ) { delete *iter; } }
    std::list<Object> objects;
};

我的问题是我想在Foo上调用Reset（），并删除所有对象。但我的Bar类正在更新所有这些对象。因此，如果它处于更新方法的中间，它可能正在尝试修改已删除的对象。

如何防止这种情况？

我可以在重置功能中创建一个Mutex并在删除之前将其锁定并在之后将其解锁吗？像这样：

class Bar
{
    void Update()
    {
        std::list<Object>* objects Foo.GetObjects(); 
        for(auto iter = objects.begin(); iter != objects .end(); ++iter )
            iter->SetTransform(50,50,50);
    }
};

这是否让其他班级知道这些资源被锁定了？我不确定互斥锁如何知道要保护的信息。它是如何知道它需要锁定单例类中的列表。

顺便说一下，这是所有伪代码，因此存在语法错误和缺少信息。

Answer 1

简单来说，互斥锁是一种锁定机制。

说，你有一个资源，在你的情况下list<object> objects; 现在，如果多个线程同时在此列表上运行，那么这些操作的结果可能是意外的。

所以，基本上互斥体为我们提供了一种机制，可以确保一次只有一个线程在受保护资源上运行。

实现：

在Linux内核中，线程由task_struct对象建模。互斥实现如下：

struct mutex {
  /* 1: unlocked, 0: locked, negative: locked, possible waiters */
  atomic_t                count;
  spinlock_t              wait_lock;
  struct list_head        wait_list;
 #if defined(CONFIG_DEBUG_MUTEXES) || defined(CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER)
  struct task_struct      *owner;
 #endif
}

因此，尝试锁定互斥锁的第一个线程变为owner，其他所有人都被添加到该互斥锁的wait_list。

一旦所有者释放它，wait_list的下一个任务将获得下一次机会。

请注意

如果是互斥锁，无论谁锁定它都必须解锁它，

否则其他人将永远被锁定，也称为 dreadlock 。

Answer 2

Mutex的正确用法是什么？

同步对共享资源的访问。

我怎么知道它在保护什么？

通过阅读代码。获取锁定时访问的是受保护的内容。

是否会阻止所有线程在锁定期间运行？

没有。只有等待Mutex的人才会“停止”。如果某个其他线程已经锁定，则在您调用Lock()时线程将等待。它将一直等到有锁定调用{{1}}的人。如果没有人拥有锁，则调用Unlock()的线程获取它并且不等待。如果你有一个锁，那么多个线程可能正在等待，并且在解锁时没有定义的是谁获得它。请参阅特定框架的文档。

如何防止这种情况？我可以在重置功能中创建一个Mutex并在删除之前将其锁定并在之后将其解锁吗？

如果您获取并释放对该共享资源的访问权限，则可以阻止多个线程同时访问共享资源。所以，是的，您可以锁定和解锁重置代码，但是您需要在访问共享资源的所有位置执行此操作。

在这种情况下，Lock()是您的共享资源。如果您在删除objects内容的位置获得锁定，则还必须在您正在使用它的位置获取锁定。由于您通过objects提供引用，因此您还需要具有以下权限的调用方，以实现通过此互斥锁同步访问权限。

另一种方案是摆脱GetObjects()并使用其他方法，例如GetObjects()，获取/设置/操作锁内的数据，从不实际给出原始引用Object *get(int index)。

这是否让其他班级知道这些资源被锁定了？我不确定互斥锁如何知道要保护哪些信息。

没有。 Mutex什么都不知道。您必须在代码上强加适当的语义，方法是将其记录给调用者，或者通过知道获取Mutex的对象来彻底访问共享资源。

互斥锁定在单独的类上

2 个答案: