《C++ Concurrency in Action》笔记7 mutex(1)

C++标准库提供了std::mutex类作为互斥量，提供了lock()和unlock()成员函数，但是不建议直接使用这两个成员函数。如果漏写其中之一将导致错误，包括产生异常时的处理，都很容易出错。C++提供了一个类模板std::lock_guard，它对一个mutex实现了RAII机制，在构造时锁定mutex，析构时解锁mutex。保证在绝大多数情况下每一次lock都对应一个unlock。

一个不成熟的示例代码：

list<int> some_list;mutex some_mutex;void add_to_list(int new_value){lock_guard<mutex> guard(some_mutex);some_list.push_back(new_value);}bool list_contains(int value_to_find){lock_guard<mutex> guard(some_mutex);return find(some_list.begin(), some_list.end(), value_to_find) != some_list.end();}

上边代码中将mutex和与其关联的list定义成全局对象，一般来说不建议这样。

This is a standard application of objectoriented design rules: by putting them in a class, you’re clearly marking them as related, and you can encapsulate the functionality and enforce the protection.

一个标准的面向对象的设计原则是：将它们放在类里，你可以清晰的将mutex和其关联的( 被保护的)对象对应起来，将lock和unlock封装到函数里。

但是仍然有漏洞，如果一个成员函数返回了一个被保护对象的指针或引用，则这个指针或引用可以被外部代码拿来做修改操作，脱离了原本精心设计的保护机制。

Protecting data with a mutex therefore requires careful interface design, to ensure that the mutex is locked before there’s any access to the protected data and that there are no backdoors.

使用mutex需要小心设计接口，确保没有给外部留后门。这其中就包括，不能返回被保护对象的指针或引用，包括成员函数传出的参数。还有一种情况是，不能将指针或引用传给一个本身无法控制的外部函数。这些外部函数有可能保存了指针或者引用，然后在稍后去使用它，这样你无论如何也不能确保这些数据处于保护机制中。就像下面的代码这样：

class some_data{int a;string b;public:void do_something() {};};class data_wrapper{private:some_data data;mutex m;public:template<typename Function>void process_data(Function func){lock_guard<mutex> l(m);func(data);}};some_data* unprotected;void malicious_function(some_data& protected_data){unprotected = &protected_data;}data_wrapper x;void foo(){x.process_data(malicious_function);unprotected->do_something();//处于未保护状态}

data_wrapper的函数process_data()将一个数据引用传给了外部函数malicious_function()，而外部函数缺将这个引用的指针记录下来，并在稍后缺乏mutex保护的情况下使用了。C++标准在这方面没有提供有帮助的手段，只能避免这种情况。