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文章参考:https://blog.csdn.net/zzhongcy/article/details/85230200

文章参考:https://cloud.tencent.com/developer/article/1583807

概述

之前我们学习了lock_guard锁机制

lock_guard 最大的缺点也是简单,没有给程序员提供足够的灵活度,因此,C++11 标准中定义了另外一个与 Mutex RAII 相关类 unique_lock,该类与 lock_guard 类相似,也很方便线程对互斥量上锁,但它提供了更好的上锁和解锁控制。

unique_lock使用起来要比lock_guard更灵活,但是效率会低一一点,内存的占用也会大一点。同样,unique_lock也是一个类模板,但是比起lock_guard,它有自己的成员函数来更加灵活进行锁的操作。

顾名思义,unique_lock 对象以独占所有权的方式( unique owership)管理 Mutex 对象的上锁和解锁操作,所谓独占所有权,就是没有其他的 unique_lock 对象同时拥有某个 Mutex 对象的所有权。

在构造(或移动(move)赋值)时,unique_lock 对象需要传递一个 Mutex 对象作为它的参数,新创建的 unique_lock 对象负责传入的 Mutex 对象的上锁和解锁操作。

std::unique_lock 对象也能保证在其自身析构时它所管理的 Mutex 对象能够被正确地解锁(即使没有显式地调用 unlock 函数)。因此,和 lock_guard 一样,这也是一种简单而又安全的上锁和解锁方式,尤其是在程序抛出异常后先前已被上锁的 Mutex 对象可以正确进行解锁操作,极大地简化了程序员编写与 Mutex 相关的异常处理代码。

值得注意的是,unique_lock 对象同样也不负责管理 Mutex 对象的生命周期,unique_lock 对象只是简化了 Mutex 对象的上锁和解锁操作,方便线程对互斥量上锁,即在某个 unique_lock 对象的声明周期内,它所管理的锁对象会一直保持上锁状态;而 unique_lock 的生命周期结束之后,它所管理的锁对象会被解锁,这一点和 lock_guard 类似,但 unique_lock 给程序员提供了更多的自由,我会在下面的内容中给大家介绍 unique_lock 的用法。

另外,与 lock_guard 一样,模板参数 Mutex 代表互斥量类型,例如 std::mutex 类型,它应该是一个基本的 BasicLockable 类型,标准库中定义几种基本的 BasicLockable 类型,分别 std::mutex, std::recursive_mutex, std::timed_mutex,std::recursive_timed_mutex(注:BasicLockable 类型的对象只需满足两种操作,lock 和 unlock,另外还有 Lockable 类型,在 BasicLockable 类型的基础上新增了 try_lock 操作,因此一个满足 Lockable 的对象应支持三种操作:lock,unlock 和 try_lock;最后还有一种 TimedLockable 对象,在 Lockable 类型的基础上又新增了 try_lock_for 和 try_lock_until 两种操作,因此一个满足 TimedLockable 的对象应支持五种操作:lock, unlock, try_lock, try_lock_for, try_lock_until)。

构造函数

std::unique_lock 的构造函数的数目相对来说比 std::lock_guard 多,其中一方面也是因为
std::unique_lock 更加灵活,从而在构造 std::unique_lock
对象时可以接受额外的参数。总地来说,std::unique_lock 构造函数如下:

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unique_lock() noexcept;  //新创建的 unique_lock 对象不管理任何 Mutex 对象。
explicit unique_lock(mutex_type& m); // 新创建的 unique_lock 对象管理 Mutex 对象 m,并尝试调用 m.lock() 对 Mutex 对象进行上锁,如果此时另外某个 unique_lock 对象已经管理了该 Mutex 对象 m,则当前线程将会被阻塞。

unique_lock(mutex_type& m, try_to_lock_t tag); // 新创建的 unique_lock 对象管理 Mutex 对象 m,并尝试调用 m.try_lock() 对 Mutex 对象进行上锁,但如果上锁不成功,并不会阻塞当前线程。

unique_lock(mutex_type& m, defer_lock_t tag) noexcept; // 新创建的 unique_lock 对象管理 Mutex 对象 m,但是在初始化的时候并不锁住 Mutex 对象。 m 应该是一个没有当前线程锁住的 Mutex 对象。

unique_lock(mutex_type& m, adopt_lock_t tag); // 新创建的 unique_lock 对象管理 Mutex 对象 m, m 应该是一个已经被当前线程锁住的 Mutex 对象。(并且当前新创建的 unique_lock 对象拥有对锁(Lock)的所有权)。


locking for (6) template <class Rep, class Period>
unique_lock(mutex_type& m, const chrono::duration<Rep,Period>& rel_time);