多線程 unique_lock的使用

unique_lock的特點：

1，靈活。可以在創建unique_lock的實例時，不鎖，然後手動調用lock_a.lock()函數，或者std::lock(lock_a, …),來上鎖。當unique_lock的實例被析構時，會自動調用unlock函數，釋放鎖。

unique_lock<mutex> lock_a(d1.m, std::defer_lock);

2，unique_lock的實例可以調用unlock函數。這個意味著，在unique_lock的實例銷毀前，你可以有選擇的在程式的分支釋放鎖。持有鎖的時間比所需時間更長，可能會導致性能下降，因為其他等待該鎖的線程，被阻止運行的時間超過了所需的時間。

註意：有個弊端，當不擁有鎖的時候，調用了unlock成員方法,程式崩潰。崩潰信息如下：

terminate called after throwing an instance of 'std::system_error'
  what():  Operation not permitted
Aborted (core dumped)

3，可以在作用域之間轉移鎖的所有權。右值的話，會自動被轉移；左值的話，必須手動調用std::move()函數，來進行鎖的所有權的轉移。

通常使用這種模式，是在待鎖定的互斥元依賴於程式的當前狀態，或者依賴於傳遞給返回std::unique_lock對象的函數的地方。

例子：關於上述第一點和第二點的

#include <list>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <algorithm>
#include <thread>
#include <unistd.h>

using namespace std;
class data_protect;
void swap(data_protect& , data_protect& );
//是線程安全的
class data_protect{
  friend void swap(data_protect& , data_protect& );
private:
  list<int> alist{1,2};
  mutex m;
public:  
  void add_list(int val){
    //操作雙向鏈表時，加鎖了
    lock_guard<mutex> g(m);
    alist.push_back(val);
  }
  bool contains(int val){
    //操作雙向鏈表時，加鎖了
    lock_guard<mutex> g(m);
    return find(alist.begin(), alist.end(), val) != alist.end();
  }
};

void swap(data_protect& d1, data_protect& d2){
  //if(d1 == d2) return;

  //造成死鎖
  //d1.add_list(11);
  unique_lock<mutex> lock_a(d1.m, std::defer_lock);
  unique_lock<mutex> lock_b(d2.m, std::defer_lock);
  std::lock(lock_a, lock_b);
  swap(d1.alist, d2.alist);

  //有unlock成員函數,並可以手動調用unlock函數
  //如果沒有持有鎖，就調用unlock成員函數就會導致程式崩潰。所以要檢查是否擁有鎖。
  if(lock_a.owns_lock() && lock_b.owns_lock()){
    lock_a.unlock();
    lock_b.unlock();
  }
}
int main(){
  data_protect d1, d2;
  swap(d1, d2);
  d2.add_list(11);
}

github源代碼

例子：關於上述的第三點

#include <mutex>

std::unique_lock<std::mutex> getlock(){
  std::mutex sm;
  std::unique_lock<std::mutex> lk(sm);
  //prepare_data();
  return lk;//因為lk是右值，所以自動調用了std::move函數，把鎖的所有權轉移了出去。
}

void process_data(){
  std::unique_lock<std::mutex> lk(getlock());
  //do_something();
}

int main(){
  process_data();
}

github源代碼