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文件：590m.com/f/25127180-499031531-d4fef6（訪問密碼：551685）

以下內容無關：

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傳統同步方案的缺點
一般是將需要同步的數據和鎖一一配對，即 —— associate mutexes with data, not code :

class RequestHandler {
…
std::mutex requestMutex_;
RequestQueue requestQueue_;

processRequest(const Request& request);
};

void RequestHandler::processRequest(const Request& request) {
std::lock_guardstd::mutex lg(requestMutex_);
requestQueue_.push_back(request);
}
然而，操作這些數據成員，開發人員必須注意，正確的獲取鎖、獲取正確的鎖。

一些常見的錯誤包括：

操作數據之前沒有獲取鎖。
獲取了不配對的鎖，這個鎖不是用來鎖這個數據的。
獲取了讀鎖，但是試圖去修改數據。
獲取了寫鎖，但是對數據只有 const access.
一般在使用時，需要提醒開發人員：“別忘了 xxxx”，那一般都會出錯，比如 new 的對象別忘了 delete : )

folly/Synchronized.h 簡單使用
上面的代碼可以用 folly/Synchronized.h 重寫為：

class RequestHandler {
folly::Synchronized requestQueue_;

processRequest(const Request& request);
};

void RequestHandler::processRequest(const Request& request) {
requestQueue_.wlock()->push_back(request);
}
為什么 folly/Synchronized.h 更加有效呢？

與傳統使用方式不同，這里鎖和數據是結合成了一個對象 —— requestQueue_。傳統方案中，需要尋找鎖和數據的配對關系。
幾乎不可能在不獲取鎖的情況下，去操作數據，還是因為它們被封裝成了一個對象。傳統方案加不加鎖全靠自覺。
在 push_back 后，鎖立即被釋放。
如果在臨界區有多個操作，那么可以使用如下方法：

{
auto lockedQueue = requestQueue_.wlock();
lockedQueue->push_back(request1);
lockedQueue->push_back(request2);
}
wlock 返回一個 LockedPtr 對象，這個對象可以被理解為指向數據成員的指針。只有這個對象存在，那么鎖就會被鎖住，所以最好為這個對象顯示定義一個 scope.

更好的方式，是使用 lambdas :

void RequestHandler::processRequest(const Request& request) {
requestQueue_.withWLock([&](auto& queue “&”) {
// withWLock() automatically holds the lock for the
// duration of this lambda function
queue.push_back(request);
});
}
使用 withWLock 配合 lambdas 強制定義了一個 scope，更清晰。

Synchronized的模板參數
Synchronized 有兩個模板參數，數據類型和鎖類型：

template <class T, class Mutex = SharedMutex>
如果不指定第二個模板參數，默認是 folly::SharedMutex。只要被 folly::LockTraits 支持的都可以使用，比如 std::mutex、std::recursive_mutex、std::timed_mutex,。std::recursive_timed_mutex、folly::SharedMutex、folly::RWSpinLock、folly::SpinLock.

根據鎖類型的不同，Synchronized 會提供不同的 API：

共享鎖和升級鎖：如果存在 lock_shared()成員函數，Synchronized 會提供 wlock()，rlock()，ulock()三個方法來獲取不同的鎖類型。其中，rlock()只提供對數據成員 const access.
排他鎖：lock()
withLock()/withRLock()/withWLock() —— 更易用的加鎖方式
withLock()在上面提到過了，可以用來替代 lock()。在持有鎖的期間，執行一個 lambda 或者 function. withRLock()/withWLock()同理可以替代 rlock()/wlock().

我們再詳細說一下這種方式的好處。下面的函數將 vector 里的所有元素都 double：

auto locked = vec.lock();
for (int& n : *locked) {
n *= 2;
}
使用 lock()/wlock()/rlock()的一個重要注意事項：一個指向數據的指針或者引用，它的生命周期一定不要比 LockedPtr 對象長（lock()/wlock()/rlock()的返回值類型）。 如果我們將上面的例子這樣寫就會出問題：

// No. NO. NO!
for (int& n : *vec.wlock()) {
n *= 2;
}
vec.wlock()返回的 LockPtr 對象在 range iterators 建立后就銷毀了（詳細解釋見 Range-based for loop Temporary range expression 小節），range iterators 指向了 vector data，但此時鎖已經被釋放。想想如果要 debug 這種問題，會用多少時間 😃

這時 withLock()/withRLock()/withWLock()的好處就體現出來了，鎖會在 for loop 期間一直持有：

vec.withLock([](auto& data “”) {
for (int& n : data) {
n *= 2;
}
});
withLock 定義為(withRLock/withWLock 類似)：

/**

• Invoke a function while holding the lock.
• A reference to the datum will be passed into the function as its only
• argument.
• This can be used with a lambda argument for easily defining small critical
• sections in the code. For example:
• auto value = obj.withLock([](auto& data “”) {
• data.doStuff();
• return data.getValue();
• });
  */
  template
  auto withLock(Function&& function) {
  return function(*lock());
  }

template
auto withLock(Function&& function) const {
return function(*lock());
}
升級鎖
ulock()和 withULockPtr()
Synchronized 還支持升級鎖。升級鎖與共享鎖可以共存，但是與排它鎖互斥。

/**

• An enum to describe the “level” of a mutex. The supported levels are
• Unique - a normal mutex that supports only exclusive locking
• Shared - a shared mutex which has shared locking and unlocking functions;
• Upgrade - a mutex that has all the methods of the two above along with
• support for upgradable locking

*/
enum class MutexLevel { UNIQUE, SHARED, UPGRADE };
升級鎖解決的問題是：先對數據進行讀操作，然后根據一定的條件會進行寫操作。

升級鎖可以通過 uclock()或者 withULockPtr()獲得:

{
// only const access allowed to the underlying object when an upgrade lock
// is acquired
auto ulock = vec.ulock();
auto newSize = ulock->size();
}

auto newSize = vec.withULockPtr([](auto ulock “”) {
// only const access allowed to the underlying object when an upgrade lock
// is acquired
return ulock->size();
});
通過下面的函數可以進行升級或者降級:

moveFromUpgradeToWrite()
moveFromWriteToUpgrade()
moveFromWriteToRead() // withWLockPtr()獲得的 wlock 可以調用此函數降級為 rlock
moveFromUpgradeToRead()
調用這些函數的 LockedPtr 會被設置為 invalid null state，并返回另一個鎖住特定鎖的 LockedPtr。這些操作都是原子性的，中間不會出現 unlocked 狀態。

比如現在有一個 cache，數據結構為 unordered_map，需求是先檢查對應的 key 是否在 unordered_map 中，如果在則返回對應的 value，不在則初始化 value 為 0：

folly::Synchronized<std::unordered_map<int64_t, int64_t>> cache;

int64_t res = cache.withULockPtr([key,value](auto ulock “key,value”) {
int64_t cache_value;
auto iter = ulock->find(key);
if (iter != ulock->end()) {
cache_value = iter->second;
} else {
cache_value = 0;

// ulock is now nullauto wlock = ulock.moveFromUpgradeToWrite();(*wlock)[key] = cache_value; }return cache_value;

});
Timed Locking
如果初始化 Synchronized 的鎖類型支持時間，lock()/wlock()/rlock()可以傳入一個類型為 std::chrono::duration 的參數：

void fun(Synchronized<vector>& vec) {
{
auto locked = vec.lock(10ms);
if (!locked) {
throw std::runtime_error(“failed to acquire lock”);
}
locked->push_back(“hello”);
locked->push_back(“world”);
}
LOG(INFO) << “successfully added greeting”;
}
Synchronized 與 std::condition_variable
如果 Synchronized 的鎖類型是 std::mutex，那么可以和 std::condition_variable 配合使用。

Synchronized<vector, std::mutex> vec;
std::condition_variable emptySignal;

// Assuming some other thread will put data on vec and signal
// emptySignal, we can then wait on it as follows:
auto locked = vec.lock();
emptySignal.wait(locked.getUniqueLock(),
[&] { return !locked->empty(); });
getUniqueLock()返回一個 std::unique_lockstd::mutex的引用。但是不推薦這么使用，因為這繞過了 Synchronized 的 API，可以直接操作對應的鎖：

/**

• Get a reference to the std::unique_lock.
• This is provided so that callers can use Synchronized<T, std::mutex>
• with a std::condition_variable.
• While this API could be used to bypass the normal Synchronized APIs and
• manually interact with the underlying unique_lock, this is strongly
• discouraged.
  */
  std::unique_lockstd::mutex& getUniqueLock() { return lock_; }
  acquireLocked() —— 同時鎖多個數據
  假如需要將一個 vector 的數據拷貝到另一個 vector，wlock()可能會實現需求：

void fun(Synchronized<vector>& a, Synchronized<vector>& b) {
auto lockedA = a.wlock();
auto lockedB = b.wlock();
… use lockedA and lockedB …
}
但是如果一個線程調用 fun(x,y)，另一個線程調用 func(y,x)，就很有可能出現死鎖。經典的解決方式是，所有的線程以同樣的順序獲取鎖。許多庫的實現是通過比較鎖地址的大小來決定加鎖順序：

void fun(Synchronized<vector>& a, Synchronized<vector>& b) {
auto ret = folly::acquireLocked(a, b);
auto& lockedA = std::get<0>(ret);
auto& lockedB = std::get<1>(ret);
… use lockedA and lockedB …
}

// 實現：通過比較鎖地址的大小
/**

• Acquire locks for multiple Synchronized objects, in a deadlock-safe
• manner.
• The locks are acquired in order from lowest address to highest address.
• (Note that this is not necessarily the same algorithm used by std::lock().)
• For parameters that are const and support shared locks, a read lock is
• acquired. Otherwise an exclusive lock is acquired.
• use lock() with folly::wlock(), folly::rlock() and folly::ulock() for
• arbitrary locking without causing a deadlock (as much as possible), with the
• same effects as std::lock()
  /
  template <class Sync1, class Sync2>
  std::tuple<detail::LockedPtrType, detail::LockedPtrType>
  acquireLocked(Sync1& l1, Sync2& l2) {
  if (static_cast<const void>(&l1) < static_cast<const void*>(&l2)) {
  auto p1 = l1.contextualLock();
  auto p2 = l2.contextualLock();
  return std::make_tuple(std::move(p1), std::move(p2));
  } else {
  auto p2 = l2.contextualLock();
  auto p1 = l1.contextualLock();
  return std::make_tuple(std::move(p1), std::move(p2));
  }
  }
  C++17 引入了 structured binding syntax，可以使代碼更簡單：

void fun(Synchronized<vector>& a, Synchronized<vector>& b) {
auto [lockedA, lockedB] = folly::acquireLocked(a, b);
… use lockedA and lockedB …
}
acquireLockedPair()返回 std::pair，在不支持 C++17 的編譯器情況下，使用也很方便。

使用一把鎖，鎖多個數據
比如一個 bidirectional map，需要同時操作。一般有兩個方案：

Struct
class Server {
struct BiMap {
map<int, string> direct;
map<string, int> inverse;
};
Synchronized bimap_;
…
};

…
bimap_.withLock([](auto& locked “”) {
locked.direct[0] = “zero”;
locked.inverse[“zero”] = 0;
});
std::tuple
class Server {
Synchronized<tuple<map<int, string>, map<string, int>>> bimap_;
…
};

…
bimap_.withLock([](auto& locked “”) {
get<0>(locked)[0] = “zero”;
get<1>(locked)[“zero”] = 0;
});
Benchmark
SynchronizedBenchmark.cpp

下篇文章寫一下 Synchronized 的基本實現 ：)

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Discuz模板内涵TV段子_wap手机版源码的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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