Android C++中线程同步实现

前言

Android C++中的线程同步主要就是对pthread的mutex和condition的封装。所以学习之前，建议先了解一个标准C++中线程同步的实现，参考链接：C++ 中线程学习

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Mutex

Android Mutex的实现源码位于/system/core/include/utils/Mutex.h，我们先来看一下Mutex类的具体实现：

class Mutex {
public:
    enum {
        PRIVATE = 0,
        SHARED = 1
    };

    Mutex();
    Mutex(const char* name);
    Mutex(int type, const char* name = NULL);
    ~Mutex();

    // lock or unlock the mutex
    status_t lock();
    void unlock();

    // lock if possible; returns 0 on success, error otherwise
    status_t tryLock();

    class Autolock {
    public:
        inline Autolock(Mutex& mutex) : mLock(mutex)  { mLock.lock(); }
        inline Autolock(Mutex* mutex) : mLock(*mutex) { mLock.lock(); }
        inline ~Autolock() { mLock.unlock(); }
    private:
        Mutex& mLock;
    };
private:
    pthread_mutex_t mMutex;
};

从头文件中，我们发现Mutex类private变量mMutex是我们熟悉的phread_mutex_t类型，pthread_mutex_lock和pthread_mutex_unlock函数通过通过此变量保证一系列操作的原子性。

接下来，我们看一下Mutex类构造函数、析构函数、lock、unlock和tryLock的具体实现（在看源码之前，我们应该能猜到你们就是对pthread _mutex_xxx函数的简单封装）：

inline Mutex::Mutex() {
    // 构造函数，初始化mMutex变量
    pthread_mutex_init(&mMutex, NULL);
}
inline Mutex::~Mutex() {
    // 析构函数，就是销毁mMutex变量
    pthread_mutex_destory(&mMutex);
}

inline status_t Mutex::lock() {
    return -pthread_mutex_lock(&mMutex);
}

inline void Mutex::unlock() {
    pthread_mutex_unlock(&mMutex);
}

inline status_t Mutex::tryLock() {
    return pthread_mutex_tryLock(&mMutex);
}

仅仅是这种简单封装，还不能满足Android设计者偷懒的心理。而且我们在Android源码中大量的看到类似于：

AutoMutex _l(gProcessMutex);

这样的写法，并没有看到Mutex::lock()和Mutex::unlock()的显示调用。所以，接下来，我们继续学习AutoMutex基于Mutex类的实现。

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AutoMutex

AutoMutex仅仅是typedef的重命名，源码如下：

typedef Mutex::Autolock AutoMutex;

而Mutex::Autolock是Mutex类的内部类，实现源码如下：

class Autolock {
public:
    inline Autolock(Mutex& mutex) : mLock(mutex)  { mLock.lock(); }
    inline Autolock(Mutex* mutex) : mLock(*mutex) { mLock.lock(); }
    inline ~Autolock() { mLock.unlock(); }
private:
    Mutex& mLock;
};

可以看到，Autolock内部类在构造函数中调用了Mutex类的lock方法，在析构函数中调用了Mutex类的unlock方法。所以当我们在一个函数块中调用AutoMutex的时候：

Mutex gProcessMutex;
void testAutoMutex（） {
    AutoMutex _l(gProcessMutex);
    // 下面是需要同步的代码内容
    // ...
}

我们定义了一个AutoMutex的变量_l，并把Mutex类型的变量gProcessMutex赋值给_l进行构造函数初始化，自然也实现了调用gProcessMutex的lock方法，实现了线程锁机制。
当函数执行完毕后，AutoMutex的析构函数被调用，从而调用了gProcessMutex的unlock方法，释放了线程锁机制。

其实，AutoMutex的机制有点类似于智能指针，都是很好的运用了类的构造函数和析构函数进行一些特定的操作。