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基礎知識

RAII

• RAII全稱是“Resource Acquisition is Initialization”，直譯過來是“資源獲取即初始化”.

• 在構造函數中申請分配資源，在析構函數中釋放資源。因為C++的語言機制保證了，當一個對象創建的時候，自動調用構造函數，當對象超出作用域的時候會自動調用析構函數。所以，在RAII的指導下，我們應該使用類來管理資源，將資源和對象的生命周期綁定

• RAII的核心思想是將資源或者狀態與對象的生命周期綁定，通過C++的語言機制，實現資源和狀態的安全管理,智能指針是RAII最好的例子

信號量

信號量是一種特殊的變量，它只能取自然數值并且只支持兩種操作：等待(P)和信號(V).假設有信號量SV，對其的P、V操作如下：

• P，如果SV的值大于0，則將其減一；若SV的值為0，則掛起執行

• V，如果有其他進行因為等待SV而掛起，則喚醒；若沒有，則將SV值加一

信號量的取值可以是任何自然數，最常用的，最簡單的信號量是二進制信號量，只有0和1兩個值.

• sem_init函數用于初始化一個未命名的信號量

• sem_destory函數用于銷毀信號量

• sem_wait函數將以原子操作方式將信號量減一,信號量為0時,sem_wait阻塞

• sem_post函數以原子操作方式將信號量加一,信號量大于0時,喚醒調用sem_post的線程

以上，成功返回0，失敗返回errno

互斥量

互斥鎖,也成互斥量,可以保護關鍵代碼段,以確保獨占式訪問.當進入關鍵代碼段,獲得互斥鎖將其加鎖;離開關鍵代碼段,喚醒等待該互斥鎖的線程.

• pthread_mutex_init函數用于初始化互斥鎖

• pthread_mutex_destory函數用于銷毀互斥鎖

• pthread_mutex_lock函數以原子操作方式給互斥鎖加鎖

• pthread_mutex_unlock函數以原子操作方式給互斥鎖解鎖

以上，成功返回0，失敗返回errno

條件變量

條件變量提供了一種線程間的通知機制,當某個共享數據達到某個值時,喚醒等待這個共享數據的線程.

• pthread_cond_init函數用于初始化條件變量

• pthread_cond_destory函數銷毀條件變量

• pthread_cond_broadcast函數以廣播的方式喚醒所有等待目標條件變量的線程

• pthread_cond_wait函數用于等待目標條件變量.該函數調用時需要傳入 mutex參數(加鎖的互斥鎖) ,函數執行時,先把調用線程放入條件變量的請求隊列,然后將互斥鎖mutex解鎖,當函數成功返回為0時,互斥鎖會再次被鎖上. 也就是說函數內部會有一次解鎖和加鎖操作.

功能

鎖機制的功能

• 實現多線程同步，通過鎖機制，確保任一時刻只能有一個線程能進入關鍵代碼段.

封裝的功能

• 類中主要是Linux下三種鎖進行封裝，將鎖的創建于銷毀函數封裝在類的構造與析構函數中，實現RAII機制

1class?sem{
2????public:
3????????//構造函數
4????????sem()
5????????{
6????????????//信號量初始化
7????????????if(sem_init(&m_sem,0,0)!=0){
8????????????????throw?std::exception();
9????????????}
10????????}
11????????//析構函數
12????????~sem()
13????????{
14????????????//信號量銷毀
15????????????sem_destroy(&m_sem);
16????????}
17????private:
18????????sem_t?m_sem;
19};

• 將重復使用的代碼封裝為函數，減少代碼的重復，使其更簡潔

1???//條件變量的使用機制需要配合鎖來使用
2???//內部會有一次加鎖和解鎖
3???//封裝起來會使得更加簡潔
4???bool?wait() 5???{
6???????int?ret=0;
7???????pthread_mutex_lock(&m_mutex);
8???????ret=pthread_cond_wait(&m_cond,&m_mutex);
9???????pthread_mutex_unlock(&m_mutex);
10???????return?ret==0;
11???}
12???bool?signal()13???{
14???????return?pthread_cond_signal(&m_cond)==0;
15???}

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完。

總結

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