C++11 - std::mutex (lock_guard, try_lock, try_lock_for, recursive_mutex)

병렬 프로그래밍을 할 때 std::mutex를 이용하여 여러개의 Thread에서 사용하는 공유 자원을 서로 침범 없이 사용할 수 있다. 하지만 lock을 사용하여 mutx에 대한 소유권을 얻은 후 unlock을 하지 않으면 Dead Lock에 빠지게 된다.

예를 들면

std::mutex.lock();

-----

if (true)

return true;

-----

std::mutex.unlock();

위와 같은 코드에서는 lock을 걸고 중간에 return을 했기 때문에 unlock을 하지 않게 된다.

이것은 코딩을 해보면 굉장히 실수하기 쉽다.

이런 실수를 방지하기 위해 C++ 11에서는 lock_guard라는 것이 나왔다.

사용 예 :

#include <iostream>

#include <thread>

#include <mutex>

typedef lock_guard<std::mutex> LockMutex;

int g_nCount = 0;

std::mutex g_mtxUpdate;

[ Thread 1 ]

{

for(int i = 0; i < 10; ++i)

{

LockMutex AutoLock(g_mtxUpdate);

g_nCount++;

}

}

[ Thread 2 ]

{

for(int i = 0; i < 10; ++i)

{

LockMutex AutoLock(g_mtxUpdate);

g_nCount++;

}

}

이렇게 사용하면 된다.

이것은 continue, return, 혹은 괄호의 끝을 만나게 되면 자동으로 unlock을 시켜준다.

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다음은 try_lock()이다.

원래 lock()은 다른 스레드에서 lock()이 걸려있다면 unlock()이 될 때까지 기다리게 된다.

하지만 try_lock()은 다른 스레드에서 lock()이 걸려있다면, false를 리턴하며 빠져나온다. 즉 다른 스레드에서 lock이 걸려 

자원을 사용할 수 없을 때에는 다른 일을 하고 싶을 때 사용하면 된다.

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지정한 시간 동안만 락을 시도하게 할 수도 있다. 이것을 timed_mutex 라고 부른다.

timed_mutex의 종류 중 하나인 try_lock_for()를 이용하여 지정된 시간동안 lock()을 시도하게 할 수 있다.

이 함수는 특정 시간 동안만 시도하고 성공하지 못하면 try_lock 호출을 멈추고 빠져나오길 바랄 때 사용하면 된다.

사용 예 :

if (mutex.try_lock_for(std::chrono::seconds(10)))

{

----

mutex.unlock();

}

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Mutex의 lock 멤버 함수의 설명을 보면 lock을 호출한 Thread에서 unlock을 호출하지 않고 다시 lock을 호출하면 알 수 없는 동작을 한다고 되어 있다.

실제로 동작시켜보면 프로그램이 죽어버리는 현상을 겪을 수 있을 것이다.

그럴 때에는 recursive_mutex를 사용하면 된다. 이 Mutex는 같은 Thread에서 lock을 건 후 바로 lock을 걸어도 괜찮다. 

단, lock을 호출한 횟수만큼 unlock을 호출해야 한다.

사용 예 :

#include <iostream>

#include <thread>

#include <mutex>

typedef lock_guard<std::recursive_mutex> RecursiveLockMutex;

std::recursive_mutex g_mtx;

[ CheckFunction ]

{

RecursiveLockMutex autoLock(g_mtx);

------

}

[ AddFunction ]

{

RecursiveLockMutex autoLock(g_mtx);

CheckFunction();

----------

}

위의 예제 코드를 보면 알 수 있듯이 사용방법은 간단하다. std::mutex -> std::recursive_mutex로 바꾸기만 하면된다.

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ps. Windows에서 std::mutex는 내부적으로 Critical Section API를 이용한다.