多线程的数据共享保护案例

前言

假设有一个网络游戏服务器，创建了两个线程：

1. 一个线程收集玩家命令（数字表示），并把命令数据写到队列中;
2. 取出队列中玩家发送的命令并进行解析，最后执行玩家需要的动作。

mutex互斥量：使用lock()和unlock()

// 用成员函数作为线程函数
class A {
public:
  // 入队操作
  void inmsgRecvQueue() {
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
      cout << "inmsgRecvQueue()函数执行，插入一个元素" << i << endl;
      m_mutex.lock();
      msgRecvQueue.push_back(i);
      m_mutex.unlock();
    }
  }

  bool isoutMsgRecvQueue(int& command) {
    m_mutex.lock();
    if (!msgRecvQueue.empty()) {
      command = msgRecvQueue.front();
      msgRecvQueue.pop_front();
      m_mutex.unlock(); // 不能漏掉
      return true;
    }
    m_mutex.unlock();
    return false; 
  }
  // 出队操作
  void outmsgRecvQueue() {
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
      int command = 0;
      bool res = isoutMsgRecvQueue(command);
      if (res) {
        cout << "inmsgRecvQueue()函数执行，取出命令" << command << endl;
      }
      else {
        cout << "inmsgRecvQueue()函数执行，但是目前队列为空" << i << endl;
      }
    }
    cout << "end" << endl;
  }

private:
  std::list<int> msgRecvQueue; // 存储玩家发送的命令
  std::mutex m_mutex;
};

int main()
{
  A a;
  std::thread outobj(&A::outmsgRecvQueue, &a); // 第二个参数用引用，保证用的是同一个a对象
  std::thread inobj(&A::inmsgRecvQueue, &a);
  outobj.join();
  inobj.join();
  return 0;
}

使用lock_guard类模板来替代lock()和unlock()

lock_guard类模板在函数或程序段结束是会在析构函数中调用unlock()来解锁，所以当任务很多的时候添加{ }是一种及时解锁的方法。

// 用成员函数作为线程函数
class A {
public:
  // 入队操作
  void inmsgRecvQueue() {
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
      cout << "inmsgRecvQueue()函数执行，插入一个元素" << i << endl;
      std::lock_guard<std::mutex> guard(m_mutex);
      msgRecvQueue.push_back(i);
    }
  }

  bool isoutMsgRecvQueue(int& command) {
    std::lock_guard<std::mutex> guard(m_mutex);
    if (!msgRecvQueue.empty()) {
      command = msgRecvQueue.front();
      msgRecvQueue.pop_front();
      return true;
    }
    return false; 
  }
  // 出队操作
  void outmsgRecvQueue() {
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
      int command = 0;
      bool res = isoutMsgRecvQueue(command);
      if (res) {
        cout << "inmsgRecvQueue()函数执行，取出命令" << command << endl;
      }
      else {
        cout << "inmsgRecvQueue()函数执行，但是目前队列为空" << i << endl;
      }
    }
    cout << "end" << endl;
  }

private:
  std::list<int> msgRecvQueue; // 存储玩家发送的命令
  std::mutex m_mutex;
};