面试官:什么是锁?有什么作用?
二师兄:在C++中,锁(Lock)是一种同步工具,用于保护共享资源,防止多个线程同时访问,从而避免数据竞争和不一致。
面试官:有哪些锁?
二师兄:从种类上分,可以分为普通锁、读写锁、递归锁等种类。
二师兄:从实现上分,可以分为互斥锁、自旋锁、信号量、条件变量等。
面试官:互斥锁如何使用?
二师兄:在C++11之前,C++便准层面并没有定义锁,锁的应用要依赖于平台。Linux下使用pthread库中的mutex;
二师兄:C++11引入了std::mutex,统一了各个平台上互斥锁的使用:
面试官:pthread_mutex和std::mutex有没有非阻塞的api?
二师兄:有的,分别是pthread_mutex_trylock()和try_lock(),当获取不到锁时这两者并不阻塞当前线程,而是立即返回。需要注意的是,当pthread_mutex_trylock()获取到锁时返回0,而std::mutex::try_lock()方法获取不到锁时返回false。
面试官:std::lock_guard和std::unique_lock用过吗?
二师兄:用过。
面试官:两者有什么相同点和不同点?
二师兄:相同点是两者都使用RAII(资源获取即初始化)技术实现的锁,支持自动上锁,自动解锁。
二师兄:不同点主要包括三个方面:
1.灵活性:std::unqiue_lock的灵活性要高于std::lock_gurad,std::unique_lock可以在任何时间解锁和锁定,而std::lock_guard在构造时锁定,在析构时解锁,不能手动控制。
2.所有权:std::unique_lock支持所有权转移,而std::lock_gurad不支持。
3.性能:由于std::unique_lock的灵活性更高,它的性能可能会稍微低一些。
面试官:能实现一个lock_gurad吗?
二师兄:我尝试一下:
面试官:为什么会发生死锁?让我们来看看最后一个问题:
二师兄:当进程A持有锁1请求锁2,进程B持有锁2请求锁1时,两者都不会释放自己的锁,两者都需要对方的锁,就会造成死锁。当然现实中可能比这要复杂,但原理是相同的。
面试官:如何避免死锁?
二师兄:主要从以下几个方面入手:
1.避免循环等待,如果需要在业务中获取不同的锁,保证所有业务按照相同的顺序获取锁。
2.使用超时锁,当锁超时时,自动释放锁。
3.使用try_lock,当锁被占用时,返回false并继续执行。
4.锁的粒度尽量要小,只保护竟态数据而不是整个流程。
面试官:知道adopt_lock_t/defer_lock_t/try_to_lock_t这三种类型的用法吗?
二师兄:额。。不知道。。
面试官:好的,回去等通知吧。
知道adopt_lock_t/defer_lock_t/try_to_lock_t这三种类型的用法吗?adopt_lock_t/defer_lock_t/try_to_lock_t都是空类,主要表示std::lock_gurad和std::unqiue_lock的默认构造中的操作:
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