EA&UML日拱一卒-多任务编程超入门-（8）多任务安全的数据类

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问题的提出

这几天一直在折腾的数据交换的例子中，我们使用互斥量来保证线程间数据交换的完整性。不难看出，要保证数据交换的正常进行，需要使用数据类的程序的设计者理解线程间数据交换的机制。

C++的第一个特性就是封装，封装通过分离接口和实现，除了降低模块之间耦合性以外，还可以使功能的利用者在不了解功能实现细节的情况使用该功能。

本文就利用这个特性将多线程数据保护功能封装在数据类中，以实现多任务安全的数据类。

代码

首先来看头文件，唯一明显的不同是，增加了QMultex成员和相应的头文件。

#ifndef DATAARRAY_H#define DATAARRAY_H

#include

#define ARRAY_SIZE 500

class DataArray{protected: int m_buffer[ARRAY_SIZE]; int m_dataSize; QMutex m_mutex;public: DataArray(); int getDataSize(); int getData(int index); int addData(int data); void clearData(); int setData(int* buffer, int data_size); int removeData(int* buffer, int buffer_size);};

#endif // DATAARRAY_H

再看CPP。

#include "dataarray.h"

DataArray::DataArray() :m_dataSize(0) ,m_mutex(QMutex::Recursive){}

int DataArray::getDataSize(){ m_mutex.lock(); int size = 0; size = m_dataSize; m_mutex.unlock(); return size;}

int DataArray::getData(int index){ m_mutex.lock(); int result = -1; if(index >= 0 && index < m_dataSize) { int data = m_buffer[index]; result = data; } m_mutex.unlock(); return result;}

int DataArray::addData(int data){ m_mutex.lock(); if(m_dataSize < (ARRAY_SIZE - 1)) { m_buffer[m_dataSize] = data; m_dataSize++; } m_mutex.unlock(); return true;}

void DataArray::clearData(){ m_mutex.lock(); m_dataSize = 0; m_mutex.unlock();}

int DataArray::setData(int* buffer, int data_size){ m_mutex.lock(); int set_count = 0; if(getDataSize() == 0) { for(int i = 0; i < data_size; i++) { addData(buffer[i]); } set_count = data_size; } m_mutex.unlock(); return set_count;}

int DataArray::removeData(int* buffer, int buffer_size){ m_mutex.lock(); int remove_count = 0; int data_size = getDataSize(); if(buffer_size >= data_size) { for(int i = 0; i < data_size; i++) { buffer[i] = getData(i); } clearData(); remove_count = data_size; } m_mutex.unlock(); return remove_count;}

代 码略长，但应该很好理解，这里为了实现多任务安全做的事情很简单：在每个成员函数的最开始调用m_mutex.lock();在函数返回之前调用 m_mutex.unlock()。这样做就可以保证数据操作的代码不会被途中打断。所有的一切都在类的内部实现，不用利用者操心。

递归互斥量

不 知道你注意了没有，最后的两个成员函数：setData和removeData是新增加的，在调用了m_mutex.lock()之后，又调用了其他成员 函数（例如getDataSize）。在这些成员函数中还会再次调用m_mutex.lock()，如果按照一般的逻辑来说，第二次调用应该不会成功。如果没有特别的方法的话，恐怕就要通过调整代码结构来解决了。

这 里请你回头看构造函数，在初始化QMutex时，使用了QMutex::Recursive参数。使用这个参数值初始化QMutex以后，在同一个线程中 重复调用lock方法时总会成功，不同线程调用lock方法则遵循一般的原则。这样就用最简单的方式解决了互斥量加锁嵌套的问题，就像什么都没有发生一 样。

当然，lock/unlock的配对执行总是必须的。

写在文章的最后

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