編程實(shí)踐

結(jié)合C++ Effective系列參考樹、尤其是工程經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的總結(jié)。

并發(fā)

• 除非必要，盡量少用線程。
• 多線程編程要守護(hù)好內(nèi)存，使用atomic、mutex、condition variable、future、semaphore、latch、barrier等同步機(jī)制避免數(shù)據(jù)競爭。
• 盡量縮小臨界區(qū)，臨界區(qū)指獨(dú)占的資源，禁止其他線程訪問變量的代碼片段，如持有mutex的作用域。與回調(diào)函數(shù)相似，應(yīng)盡可能精簡此類操作，避免執(zhí)行耗時(shí)的處理、阻塞性操作如sleep。能在臨界區(qū)、回調(diào)函數(shù)外處理的，盡可能在外部。
• 必須正確管理多線程中的對(duì)象，避免某線程正在訪問的對(duì)象被另一線程清理，如用move方法使對(duì)象從一個(gè)線程正確移交給另一個(gè)線程，避免內(nèi)存泄漏。
• 使用condition variable時(shí)，必須增加條件判斷并在循環(huán)中等待。下例中，線程ReceivingUnPro中條件變量錯(cuò)過了通知，缺少條件判斷，就始終處于等待狀態(tài)，而ReceivingPro依靠while判斷條件，解決了問題。

#include <condition_variable>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>

std::condition_variable g_dataCond;
std::string g_words = "";
std::mutex g_mtx;
bool g_isReady = false;

void ReceivingUnpro() {
    std::unique_lock<std::mutex> lg(g_mtx);
    std::cout << "waiting!" << std::endl;
    g_dataCond.wait(lg);
    std::cout << "Bad receiving thread got the message: " << g_words
              << std::endl;
}
void ReceivingPro() {
    std::unique_lock<std::mutex> lg(g_mtx);
    while (!g_isReady) {
        g_dataCond.wait(lg);
    }
    std::cout << "Protected receiving thread got the message: " << g_words
              << std::endl;
}
void Sending() {
    std::lock_guard<std::mutex> lg(g_mtx);
    g_words.append("Go forward!");
    g_isReady = true;
    g_dataCond.notify_all();
}
int main() {
    std::thread b(Sending);
    b.join();
    std::thread ap(ReceivingPro);
    ap.join();
    std::thread a(ReceivingUnpro);
    a.join();
    return 0;
}

理論上，條件變量有虛假喚醒問題，所以要條件判斷避免。

• 用std::lock_gaurd、std::unique_lock確保鎖被釋放，不要用std::mutex的lock()、unlock()以免遺忘或異常導(dǎo)致dead lock。
  錯(cuò)誤的例子，

#include <mutex>
std::mutex x;
{
    x.lock();
    // 處理數(shù)據(jù)的代碼
    // 發(fā)生異常，導(dǎo)致后面未執(zhí)行
    x.unlock(); 
}

下例中出現(xiàn)dead lock，文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-833455.html

#include <unistd.h>
#include <chrono>
#include <condition_variable>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>
#include <vector>

using std::cout;
using std::endl;
using std::lock_guard;
using std::mutex;
using std::chrono::seconds;

mutex m1, m2, m3;
std::condition_variable cnd;
std::mutex dt_mtx;
bool ready = false;
std::vector<int> vec_i;

void ProcessData() {
    for (const auto i : vec_i) {
        std::cout << i << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

void T1F() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(dt_mtx);
    cnd.wait(lock, [] { return ready; });
    ProcessData();
}

void T2F() {
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(dt_mtx);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            vec_i.push_back(i);
            sleep(1);
        }
        ready = true;
    }
    cnd.notify_all();
}

void Fun1() {
    lock_guard<mutex> l1(m1);
    std::this_thread::sleep_for(seconds(1));
    lock_guard<mutex> l2(m2);
    std::this_thread::sleep_for(seconds(1));
    cout << "Fun1 is finishing" << endl;
}
void Fun2() {
    lock_guard<mutex> l1(m2);
    std::this_thread::sleep_for(seconds(1));
    lock_guard<mutex> l2(m3);
    std::this_thread::sleep_for(seconds(1));
    cout << "Fun2 is finishing" << endl;
}
void Fun3() {
    lock_guard<mutex> l1(m3);
    std::this_thread::sleep_for(seconds(1));
    lock_guard<mutex> l2(m1);
    std::this_thread::sleep_for(seconds(1));
    cout << "Fun3 is finishing" << endl;
}
int main() {
    std::thread t1(Fun1);
    std::thread t2(Fun2);
    std::thread t3(Fun3);
    if (t1.joinable()) {
        cout << "t1 is joining" << endl;
        t1.join();
    }
    if (t2.joinable()) {
        cout << "t2 is joining" << endl;
        t2.join();
    }
    if (t3.joinable()) {
        cout << "t3 is joining" << endl;
        t3.join();
    }
#ifdef VERSION1
    std::thread t1(T1F);
    std::thread t2(T2F);
    t1.join();
    t2.join();
#endif
    return 0;
}

對(duì)象與內(nèi)存管理

• 避免訪問越界，如索引數(shù)組前判斷下標(biāo)是否超出數(shù)組區(qū)間。
• 申請(qǐng)內(nèi)存要先檢查大小。
• 數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)，若是已知的固定長度，建議用std::array；若不確定長度，傳遞來的數(shù)組表現(xiàn)為指針，則函數(shù)參數(shù)要加上數(shù)組長度，或者將數(shù)組的指針與長度封裝為一個(gè)類。
• 避免函數(shù)返回其局部變量的地址，建議改為返回復(fù)制的值。
• lambda的作用范圍超出局部時(shí)，如用于線程等，按引用捕獲可能導(dǎo)致局部變量過早被清理，應(yīng)改為按值捕獲；應(yīng)明確捕獲的變量、合理的捕獲類型。

常量

• 建議優(yōu)先用constexpr定義常量，編譯時(shí)硬編碼變量，提升效率；改關(guān)鍵字要求被修飾對(duì)象在編譯時(shí)可確定變量的值。
• 使用const修飾函數(shù)內(nèi)部不會(huì)修改的參數(shù)，類內(nèi)不變的變量、不修改不可變的成員變量的成員方法。
• const實(shí)例化的對(duì)象，只允許調(diào)用其const方法。

到了這里，關(guān)于【編程】C++語言編程規(guī)范-2的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！