muduo网络库源码学习————互斥锁

muduo源码的互斥锁源码位于muduo/base，Mutex.h，进行了两个类的封装，在实际的使用中更常使用MutexLockGuard类，因为该类可以在析构函数中自动解锁，避免了某些情况忘记解锁。代码如下所示：

// Use of this source code is governed by a BSD-style license
// that can be found in the License file.
//
// Author: Shuo Chen (chenshuo at chenshuo dot com)
//互斥锁
#ifndef MUDUO_BASE_MUTEX_H
#define MUDUO_BASE_MUTEX_H

#include <muduo/base/CurrentThread.h>
#include <boost/noncopyable.hpp>
#include <assert.h>
#include <pthread.h>

namespace muduo
{

class MutexLock : boost::noncopyable//继承自noncopyable，表示不可拷贝
{
 public:
  MutexLock()  : holder_(0)//构造函数，将holder初始化为0，表示该锁没有被任何线程拥有
  {
    int ret = pthread_mutex_init(&mutex_, NULL);//初始化互斥锁
    assert(ret == 0); (void) ret;
  }

  ~MutexLock()//析构函数
  {
    assert(holder_ == 0);//断言该锁没有被任何线程占用，才可以销毁
    int ret = pthread_mutex_destroy(&mutex_);
    assert(ret == 0); (void) ret;
  }

  bool isLockedByThisThread()//是否当前线程拥有该锁
  {
    return holder_ == CurrentThread::tid();//只需判断当前线程的tid是否等于holder_
  }

  void assertLocked()//断言当前线程拥有该锁
  {
    assert(isLockedByThisThread());
  }

  // internal usage
  void lock()//加锁
  {
    pthread_mutex_lock(&mutex_);
    holder_ = CurrentThread::tid();//将当前线程的tid保存至holder_
  }

  void unlock()//解锁
  {
    holder_ = 0;//holder_清零
    pthread_mutex_unlock(&mutex_);
  }
//获取threadMutex对象
  pthread_mutex_t* getPthreadMutex() /* non-const */
  {
    return &mutex_;
  }

 private:

  pthread_mutex_t mutex_;//变量保存
  pid_t holder_;//当前使用该锁的线程id
};
//MutexLockGuard类使用RAII技法封装，在实际应用中这个类更常用
class MutexLockGuard : boost::noncopyable
{
 public:
    //explicit只能显式调用
  explicit MutexLockGuard(MutexLock& mutex): mutex_(mutex)
  {//构造函数获取资源
    mutex_.lock();
  }
//在对象生存期结束的时候利用析构函数可以实现自动解锁
  ~MutexLockGuard()
  {//析构函数释放资源
    mutex_.unlock();
  }

 private:

  MutexLock& mutex_;//整个对象结束的时候mutex_并没有结束(引用)
};

}

// Prevent misuse like:
// MutexLockGuard(mutex_);
// A tempory object doesn't hold the lock for long!
#define MutexLockGuard(x) error "Missing guard object name"

#endif  // MUDUO_BASE_MUTEX_H

测试程序分别使用集中不同的方式往向量中插入数据，从中也可以看出锁的开销，测试代码如下所示：

//互斥锁测试代码
#include <muduo/base/CountDownLatch.h>
#include <muduo/base/Mutex.h>
#include <muduo/base/Thread.h>
#include <muduo/base/Timestamp.h>

#include <boost/bind.hpp>
#include <boost/ptr_container/ptr_vector.hpp>
#include <vector>
#include <stdio.h>

using namespace muduo;
using namespace std;

MutexLock g_mutex;//声明锁对象
vector<int> g_vec;//int动态数组(向量)
const int kCount = 10*1000*1000;//常量1千万

void threadFunc()
{
  for (int i = 0; i < kCount; ++i)
  {
    MutexLockGuard lock(g_mutex);//使用锁
    g_vec.push_back(i);//往向量中插入1000w个整数
  }
}

int main()
{
  const int kMaxThreads = 8;//最多8个线程
  g_vec.reserve(kMaxThreads * kCount);//预留8千万个整数(这个所占的内存空间有300多M)

  Timestamp start(Timestamp::now());//当前时间戳
  for (int i = 0; i < kCount; ++i)
  {
    g_vec.push_back(i);//往向量中插入1000w个整数
  }
//输出插入这么多个数的时间
  printf("single thread without lock %f\n", timeDifference(Timestamp::now(), start));

  start = Timestamp::now();//更新当前时间戳
  threadFunc();//调用上面的函数
  //和上面一样，计算下插入这么多个数的时间
  printf("single thread with lock %f\n", timeDifference(Timestamp::now(), start));

  for (int nthreads = 1; nthreads < kMaxThreads; ++nthreads)
  {//ptr_vector指针的vector
    boost::ptr_vector<Thread> threads;
    g_vec.clear();//先清除g_vec向量
    start = Timestamp::now();//更新当前时间戳
    for (int i = 0; i < nthreads; ++i)
    {
      threads.push_back(new Thread(&threadFunc));//创建线程
      threads.back().start();//启动线程
    }
    for (int i = 0; i < nthreads; ++i)
    {
      threads[i].join();
    }
    //分别输出1到8个线程执行插入操作的时间
    printf("%d thread(s) with lock %f\n", nthreads, timeDifference(Timestamp::now(), start));
  }
}

单独编译后运行结果如下：