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Boost Mutex Scoped_lock

Drdobbs.comでBoost Mutexチュートリアルを読んでいたところ、次のコードが見つかりました。

#include <boost/thread/thread.hpp>
#include <boost/thread/mutex.hpp>
#include <boost/bind.hpp>
#include <iostream>

boost::mutex io_mutex;

void count(int id)
{
  for (int i = 0; i < 10; ++i)
  {
    boost::mutex::scoped_lock
      lock(io_mutex);
    std::cout << id << ": " <<
      i << std::endl;
  }
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  boost::thread thrd1(
    boost::bind(&count, 1));
  boost::thread thrd2(
    boost::bind(&count, 2));
  thrd1.join();
  thrd2.join();
  return 0;
}

これで、Mutexのポイントは2つのスレッドが同じリソースに同時にアクセスするのを防ぐことであることがわかりましたが、io_mutexとstd :: coutの相関関係はわかりません。このコードは、スコープが終了するまでスコープ内のすべてをロックするだけですか？

c++multithreadingboostmutexscoped-lock
17
Joe Wilcoxson

現在、Mutexのポイントは2つのスレッドが同じリソースに同時にアクセスすることを防ぐことですが、io_mutexとstd :: coutの相関関係はわかりません。

std::coutはグローバルオブジェクトであるため、共有リソースとして見ることができます。複数のスレッドから同時にアクセスする場合、データの競合や未定義の動作を避けるために、それらのアクセスを何らかの方法で同期する必要があります。

おそらく、次のことを考慮することで、同時アクセスが発生することに気付くのが簡単になるでしょう。

std::cout << x

実際には次と同等です：

::operator << (std::cout, x)

つまり、std::coutオブジェクトを操作する関数を呼び出しており、異なるスレッドから同時に呼び出しています。 std::coutは何らかの方法で保護する必要があります。しかし、それがscoped_lockが存在する唯一の理由ではありません（読み続けてください）。

このコードは、スコープが終了するまでスコープ内のすべてをロックするだけですか？

はい、ロックオブジェクト自体がスコープから外れるまで（典型的なRAIIラッパーになるまで）io_mutexをロックします。これはforループの各反復の終わりに発生します。

なぜ必要なのですか？ C++ 11では、coutへの個々の挿入はスレッドセーフであることが保証されていますが、複数のスレッドが何かを出力している場合、後続の個別の挿入がインターリーブされる場合があります。

operator <<を介した挿入はそれぞれ、別の関数呼び出しであることに注意してください。

std::cout << id;
std::cout << ": ";
std::cout << i;
std::cout << endl;

operator <<がストリームオブジェクトを返すという事実により、上記の関数呼び出しを単一の式で連鎖させることができます（プログラムで行ったように）。

上記のスニペットを見ると、このスコープロックの目的は、フォームの各メッセージを確認することです。

<id> ": " <index> <endl>

パーツが他のメッセージのパーツとインターリーブされずに印刷されます。

また、C++ 03では（coutへの挿入はnotスレッドセーフであることが保証されています）、ロックはcoutオブジェクト自体が同時にアクセスされることはありません。

21
Andy Prowl

ミューテックスは、少なくとも他のレベルでは、プログラム内の他の何かとは関係ありません（条件変数を除く）。ミューテックスには2つの効果があります。プログラムフローを制御し、複数のスレッドが同じコードブロックを同時に実行するのを防ぎます。また、メモリの同期を保証します。ここで重要な問題は、ミューテックスがリソースに関連付けられておらず、2つのスレッドが同じリソースに同時にアクセスすることを妨げないことです。ミューテックスは、コードのクリティカルセクションを定義します。これは、一度に1つのスレッドのみが入力できます。特定のリソースの使用がすべて同じミューテックスによって制御されるクリティカルセクションで行われる場合、リソースはミューテックスによって効果的に保護されます。ただし、関係は、すべての使用が重要なセクションで行われるようにすることで、コーダーによって確立されます。

8
James Kanze