pimplイディオムを使用するインターフェイスがありますが、インターフェイスは再入可能である必要があります。ただし、呼び出しスレッドはロックを認識する必要はありません。これは 4 つの部分からなる質問であり、1 つの部分は不当に考案されたC++11 の例です (例はlocking、私が遭遇したいくつかの FAQ のような質問に対処するために含まれています。 .pimplrvalue
ヘッダーの example.hpp:
#ifndef EXAMPLE_HPP
#define EXAMPLE_HPP
#include <memory>
#include <string>
#ifndef BOOST_THREAD_SHARED_MUTEX_HPP
# include <boost/thread/shared_mutex.hpp>
#endif
namespace stackoverflow {
class Example final {
public:
typedef ::boost::shared_mutex shared_mtx_t;
typedef ::boost::shared_lock< shared_mtx_t > shared_lock_t;
typedef ::boost::unique_lock< shared_mtx_t > unique_lock_t;
Example();
Example(const std::string& initial_foo);
~Example();
Example(const Example&) = delete; // Prevent copying
Example& operator=(const Example&) = delete; // Prevent assignment
// Example getter method that supports rvalues
std::string foo() const;
// Example setter method using perfect forwarding & move semantics. Anything
// that's std::string-like will work as a parameter.
template<typename T>
bool foo_set(T&& new_val);
// Begin foo_set() variants required to deal with C types (e.g. char[],
// char*). The rest of the foo_set() methods here are *NOT* required under
// normal circumstances.
// Setup a specialization for const char[] that simply forwards along a
// std::string. This is preferred over having to explicitly instantiate a
// bunch of const char[N] templates or possibly std::decay a char[] to a
// char* (i.e. using a std::string as a container is a Good Thing(tm)).
//
// Also, without this, it is required to explicitly instantiate the required
// variants of const char[N] someplace. For example, in example.cpp:
//
// template bool Example::foo_set<const char(&)[6]>(char const (&)[6]);
// template bool Example::foo_set<const char(&)[7]>(char const (&)[7]);
// template bool Example::foo_set<const char(&)[8]>(char const (&)[8]);
// ...
//
// Eww. Best to just forward to wrap new_val in a std::string and proxy
// along the call to foo_set<std::string>().
template<std::size_t N>
bool foo_set(const char (&new_val)[N]) { return foo_set(std::string(new_val, N)); }
// Inline function overloads to support null terminated char* && const
// char* arguments. If there's a way to reduce this duplication with
// templates, I'm all ears because I wasn't able to generate a templated
// versions that didn't conflict with foo_set<T&&>().
bool foo_set(char* new_val) { return foo_set(std::string(new_val)); }
bool foo_set(const char* new_val) { return foo_set(std::string(new_val)); }
// End of the foo_set() overloads.
// Example getter method for a POD data type
bool bar(const std::size_t len, char* dst) const;
std::size_t bar_capacity() const;
// Example setter that uses a unique lock to access foo()
bool bar_set(const std::size_t len, const char* src);
// Question #1: I can't find any harm in making Impl public because the
// definition is opaque. Making Impl public, however, greatly helps with
// implementing Example, which does have access to Example::Impl's
// interface. This is also preferre, IMO, over using friend.
class Impl;
private:
mutable shared_mtx_t rw_mtx_;
std::unique_ptr<Impl> impl_;
};
} // namespace stackoverflow
#endif // EXAMPLE_HPP
そして、実装では：
#include "example.hpp"
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <utility>
namespace stackoverflow {
class Example;
class Example::Impl;
#if !defined(_MSC_VER) || _MSC_VER > 1600
// Congratulations!, you're using a compiler that isn't broken
// Explicitly instantiate std::string variants
template bool Example::foo_set<std::string>(std::string&& src);
template bool Example::foo_set<std::string&>(std::string& src);
template bool Example::foo_set<const std::string&>(const std::string& src);
// The following isn't required because of the array Example::foo_set()
// specialization, but I'm leaving it here for reference.
//
// template bool Example::foo_set<const char(&)[7]>(char const (&)[7]);
#else
// MSVC workaround: msvc_rage_hate() isn't ever called, but use it to
// instantiate all of the required templates.
namespace {
void msvc_rage_hate() {
Example e;
const std::string a_const_str("a");
std::string a_str("b");
e.foo_set(a_const_str);
e.foo_set(a_str);
e.foo_set("c");
e.foo_set(std::string("d"));
}
} // anon namespace
#endif // _MSC_VER
// Example Private Implementation
class Example::Impl final {
public:
// ctors && obj boilerplate
Impl();
Impl(const std::string& init_foo);
~Impl() = default;
Impl(const Impl&) = delete;
Impl& operator=(const Impl&) = delete;
// Use a template because we don't care which Lockable concept or LockType
// is being used, just so long as a lock is held.
template <typename LockType>
bool bar(LockType& lk, std::size_t len, char* dst) const;
template <typename LockType>
std::size_t bar_capacity(LockType& lk) const;
// bar_set() requires a unique lock
bool bar_set(unique_lock_t& lk, const std::size_t len, const char* src);
template <typename LockType>
std::string foo(LockType& lk) const;
template <typename T>
bool foo_set(unique_lock_t& lk, T&& src);
private:
// Example datatype that supports rvalue references
std::string foo_;
// Example POD datatype that doesn't support rvalue
static const std::size_t bar_capacity_ = 16;
char bar_[bar_capacity_ + 1];
};
// Example delegating ctor
Example::Impl::Impl() : Impl("default foo value") {}
Example::Impl::Impl(const std::string& init_foo) : foo_{init_foo} {
std::memset(bar_, 99 /* ASCII 'c' */, bar_capacity_);
bar_[bar_capacity_] = '\0'; // null padding
}
template <typename LockType>
bool
Example::Impl::bar(LockType& lk, const std::size_t len, char* dst) const {
BOOST_ASSERT(lk.owns_lock());
if (len != bar_capacity(lk))
return false;
std::memcpy(dst, bar_, len);
return true;
}
template <typename LockType>
std::size_t
Example::Impl::bar_capacity(LockType& lk) const {
BOOST_ASSERT(lk.owns_lock());
return Impl::bar_capacity_;
}
bool
Example::Impl::bar_set(unique_lock_t &lk, const std::size_t len, const char* src) {
BOOST_ASSERT(lk.owns_lock());
// Return false if len is bigger than bar_capacity or the values are
// identical
if (len > bar_capacity(lk) || foo(lk) == src)
return false;
// Copy src to bar_, a side effect of updating foo_ if they're different
std::memcpy(bar_, src, std::min(len, bar_capacity(lk)));
foo_set(lk, std::string(src, len));
return true;
}
template <typename LockType>
std::string
Example::Impl::foo(LockType& lk) const {
BOOST_ASSERT(lk.owns_lock());
return foo_;
}
template <typename T>
bool
Example::Impl::foo_set(unique_lock_t &lk, T&& src) {
BOOST_ASSERT(lk.owns_lock());
if (foo_ == src) return false;
foo_ = std::move(src);
return true;
}
// Example Public Interface
Example::Example() : impl_(new Impl{}) {}
Example::Example(const std::string& init_foo) : impl_(new Impl{init_foo}) {}
Example::~Example() = default;
bool
Example::bar(const std::size_t len, char* dst) const {
shared_lock_t lk(rw_mtx_);
return impl_->bar(lk, len , dst);
}
std::size_t
Example::bar_capacity() const {
shared_lock_t lk(rw_mtx_);
return impl_->bar_capacity(lk);
}
bool
Example::bar_set(const std::size_t len, const char* src) {
unique_lock_t lk(rw_mtx_);
return impl_->bar_set(lk, len, src);
}
std::string
Example::foo() const {
shared_lock_t lk(rw_mtx_);
return impl_->foo(lk);
}
template<typename T>
bool
Example::foo_set(T&& src) {
unique_lock_t lk(rw_mtx_);
return impl_->foo_set(lk, std::forward<T>(src));
}
} // namespace stackoverflow
そして私の質問は次のとおりです。
- プライベート実装内でロックを処理するより良い方法はありますか?
- 定義が不透明な場合、Impl を公開することに実際の害はありますか?
- clang を使用してLink-Time Optimization
-O4を有効にすると、リンカーは の逆参照オーバーヘッドをバイパスできるはずです。誰かがそれを確認しましたか？std::unique_ptr foo_set("asdf")サンプルリンクを正しく呼び出す方法はありますか? 正しい明示的なテンプレートのインスタンス化が何のためにあるのかを理解するのに問題がありますconst char[6]。今のところ、std::stringオブジェクトを作成し、foo_set() への呼び出しをプロキシするテンプレートの特殊化をセットアップしました。すべてを考慮すると、これが最善の方法のように思えますが、「asdf」を渡す方法とstd::decay結果を知りたいです。
ロック戦略に関して、いくつかの理由から、私はこれに対して明らかな偏見を持っています。
- 必要に応じて、ミューテックスを排他的なミューテックスに変更できます
- 必要なロックを含むように Impl API を設計することにより、ロック セマンティクスの非常に強力なコンパイル時の保証があります。
- 何かをロックするのを忘れることは困難です (そして、これが発生すると「単純な API」のバグです。API が修正されると、コンパイラはこれをキャッチします)。
- RAII と Impl がミューテックスへの参照を持たないために、何かをロックしたままにしたり、デッドロックを作成したりすることは困難です。
- テンプレートを使用すると、一意のロックから共有ロックにダウングレードする必要がなくなります
- このロック戦略は、実際に必要とされるよりも多くのコードをカバーするため、ロックを一意から共有にダウングレードするための明示的な努力が必要です。範囲
- example.hpp の API は外部で修正されているため、バグ修正または Impl API の変更では、アプリケーション全体を再コンパイルする必要はありません。
ACEもこのタイプのロック戦略を使用していると読んだことがありますが、ACE ユーザーや他のユーザーからの実際の批判を歓迎します。つまり、インターフェイスの必須部分としてロックを渡すことです。
完全を期すために、人々が噛むための example_main.cpp を次に示します。
#include <sysexits.h>
#include <cassert>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <stdexcept>
#include "example.hpp"
int
main(const int /*argc*/, const char** /*argv*/) {
using std::cout;
using std::endl;
using stackoverflow::Example;
{
Example e;
cout << "Example's foo w/ empty ctor arg: " << e.foo() << endl;
}
{
Example e("foo");
cout << "Example's foo w/ ctor arg: " << e.foo() << endl;
}
try {
Example e;
{ // Test assignment from std::string
std::string str("cccccccc");
e.foo_set(str);
assert(e.foo() == "cccccccc"); // Value is the same
assert(str.empty()); // Stole the contents of a_str
}
{ // Test assignment from a const std::string
const std::string const_str("bbbbbbb");
e.foo_set(const_str);
assert(const_str == "bbbbbbb"); // Value is the same
assert(const_str.c_str() != e.foo().c_str()); // Made a copy
}
{
// Test a const char[7] and a temporary std::string
e.foo_set("foobar");
e.foo_set(std::string("ddddd"));
}
{ // Test char[7]
char buf[7] = {"foobar"};
e.foo_set(buf);
assert(e.foo() == "foobar");
}
{ //// And a *char[] & const *char[]
// Use unique_ptr to automatically free buf
std::unique_ptr<char[]> buf(new char[7]);
std::memcpy(buf.get(), "foobar", 6);
buf[6] = '\0';
e.foo_set(buf.get());
const char* const_ptr = buf.get();
e.foo_set(const_ptr);
assert(e.foo() == "foobar");
}
cout << "Example's bar capacity: " << e.bar_capacity() << endl;
const std::size_t len = e.bar_capacity();
std::unique_ptr<char[]> buf(new char[len +1]);
// Copy bar in to buf
if (!e.bar(len, buf.get()))
throw std::runtime_error("Unable to get bar");
buf[len] = '\0'; // Null terminate the C string
cout << endl << "foo and bar (a.k.a.) have different values:" << endl;
cout << "Example's foo value: " << e.foo() << endl;
cout << "Example's bar value: " << buf.get() << endl;
// Set bar, which has a side effect of calling foo_set()
buf[0] = 'c'; buf[1] = buf[2] = '+'; buf[3] = '\0';
if (!e.bar_set(sizeof("c++") - 1, buf.get()))
throw std::runtime_error("Unable to set bar");
cout << endl << "foo and bar now have identical values but only one lock was acquired when setting:" << endl;
cout << "Example's foo value: " << e.foo() << endl;
cout << "Example's bar value: " << buf.get() << endl;
} catch (...) {
return EX_SOFTWARE;
}
return EX_OK;
}
そして、使用するビルド手順C++11とlibc++:
clang++ -O4 -std=c++11 -stdlib=libc++ -I/path/to/boost/include -o example.cpp.o -c example.cpp
clang++ -O4 -std=c++11 -stdlib=libc++ -I/path/to/boost/include -o example_main.cpp.o -c example_main.cpp
clang++ -O4 -stdlib=libc++ -o example example.cpp.o example_main.cpp.o /path/to/boost/lib/libboost_exception-mt.dylib /path/to/boost/lib/libboost_system-mt.dylib /path/to/boost/lib/libboost_thread-mt.dylib
ちょっとしたおまけとして、この例を更新して、foo_set()メソッドで右辺値参照を使用した完全な転送を含めました。完璧ではありませんが、リンク時に問題となるテンプレートのインスタンス化を正しく行うのに予想以上に時間がかかりました。char*これには、 、const char*、char[N]、などの C 基本型の適切なオーバーロードも含まれますconst char[N]。