如何快速又正確地在C++裡實現鎖

正確答案是 不要自己實現 。

從C++11開始，STL已經提供了multithreading相關的設施，包括鎖這種基本的同步設施；如果很不幸的，你的生產環境被三體人鎖在了C++98/03，那麼你可以考慮使用boost。這個看起來亂糟糟的準標準庫也提供了相關的同步設施，而且用起來的體驗還和C++11的標準庫非常相像。

當然，如果文章到這裡就結束的話，不免有些標題黨之嫌。所以，我們還是要討論一下正題：如果你不能使用新標準，並且不想背上boost這樣一個大包袱（例如一個寫給自己的小工具），那麼考慮自己實現一個鎖也在情理之中。

然而在動手之前，有幾個問題一定要想清楚，否則免不了蛋疼菊緊。

Point 0: 選好巨人的腦袋

鎖作為基本的同步設施，除非你要自己寫一個作業系統，否則是沒有可能讓你從無到有擼一個出來的。

所以首先要做的是確定你要踩在誰的腦袋上：在Windows上，你需要的是CRITICAL_SECTION 以及相關的API；在Linxu上，或者說支援POSIX標準的平臺上，你需要的是 pthread_mutex 。

需要注意的是，Windows上的 CRITICAL_SECTION 是可重入鎖（reentrant-lock），而 pthread_mutex 是不可重入的。

雖然目前工業界偏向於 可重入鎖是非必需且危險的 ，是否提供可重入性以及是否預設提供重入性還是需要你自己考慮。

另外，如果你覺得需要自己實現一個pthread，那我只能說： 有什麼心事和爸爸說，爸爸愛你 。

最後，上述兩樣都是執行緒間的輕量鎖，如果你真的需要程式間的全域性鎖，確認自己的需求無誤後替換相應的底層設施即可…

Point 1: 你需要一個 Mutex class，一個 Lock class

要在C++里正確的實現鎖機制，你一定需要將鎖分成兩部分，因為只有這樣才能正確實現RAII。

通常來說，也就是需要將鎖拆分成描述臨界區的類（自己可以帶鎖操作），和描述上鎖/解鎖動作的類。

這麼做還有另外一個附加的好處：不經意間做到了 策略與機制分離 。

對於C++11或者Boost，他們提供了各種mutex，例如最基本的 mutex ，代表可重入的 recursive_mutex ，支援超時的 timed_mutex .etc 這部分代表了 what the lock can do 。

類似的，描述鎖動作的類有 lock_guard 和 unique_lock ，他們代表了 how exactly the lock would do 。

Point 2: 夠用就行，過猶不及

看完point 1你沒準也想自己實現一整套完善的鎖設施，但是不要這麼做。

先不考慮可操作性，你有這閒情去實現一套完備的boost-ex，還不如考慮把程式碼遷移到C++11的環境上或者直接使用boost，把多出來的時間用來把妹。

總之，don’t lose your target。

Implementation in Action

明白上面說的三點後，就可以動手實現了。

啪啪啪啪啪…啪啪啪啪啪…

不過最後我不打算提供一個自己實現的版本，因為我壓根不會自己去實現。

但是為了避免你們看到這裡罵街，我打算貼一個已經用在工業產品上的實現，也就是 chromium-base-lock （可能需要梯子）

• 一個代表 mutex 的 LockImpl 。不過因為需要跨平臺，所以在這一層做了一個抽象，下面有針對windows和linux的具體impl。同樣建立在 CRITICAL_SECTION 和pthread 之上。
• 一個代表 lock 的 Lock （conditional variable需要能夠支援手動鎖操作的lock），以及為了實現RAII的 AutoLock / AutoUnlock

這個實現完全符合我上面說的那幾點，而且足夠輕量，你就是要抄起來也非常快。