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C++ 错题本 MAC环境下 unique_lock try_lock_for函数爆红问题

article 2024/11/16 12:23:55

下方是一个非常简单的，尝试使用unique_lock去尝试加锁的示例代码，在调用try_lock_for函数的时候爆红。这个函数本来就是按照编辑器提示点出来的，不可能没有这个方法，比较奇怪。
报错如图所示：
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运行的时候编译器报错：no member named ‘try_lock_for’ in ‘std::mutex’
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代码如下：

/**
 *如果直接调用 unique_lock<mutex> unique_lock(mtx);
  则会出现直接上锁的操作，因为默认就是加锁。但是我们如果要用到try lock for所指向的功能
  即：如果在拿资源的时候，资源已经被别的线程使用中，则会尝试等待指定的时间，一直获取锁，等到时间到了，代码无论如何都要解除阻塞继续执行。
  则用原先的构造方法难以实现。所以这样用需要用到第二种构造方法，来取消构造时加锁的操作
 */
void UniqueLock::testTryLockFor(){
    unique_lock<mutex> lock(mtx, std::defer_lock); //构造函数执行但是内部不加锁!
    //就给5秒的时间，如果加不了锁，那么5秒过后就会直接执行
    this_thread::sleep_for(chrono::seconds(5));
    // 问题出处，此处 try_lock_for 爆红
    lock.try_lock_for(std::chrono::seconds(5)); 
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
        b++;
    }
}

问题分析
其实表面上原因解释非常简单，就是没有try_lock_for这个方法。楼主查了一下，这个方法是在C++11标准里添加的，楼主的版本也是C++11。版本上来讲是正确的。所以还得往别的方向查。
然后我们好好看报错内容，点击调用的代码，发现是，unique_lock这个文件中
内部维护的 mutex变量所属的类，它没有try_lock_for这个方法！嗯，没有这个方法，但源码中却有这么一行代码，让惯用java的楼主感觉震惊！总觉得没那么严谨。
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然而这个方法用到了一个模板，楼主传入的类型为mutex类型，结果查看，的确，楼主传入的类型并没有实现 try_lock_for 函数。
但是！有的类型实现了！
一个叫 recursive_timed_mutex的类是支持try_lock_for函数的。所以：

解

将锁的类型改为 recursive_timed_mutex 类型

/**
 *如果直接调用 unique_lock<mutex> unique_lock(mtx);
  则会出现直接上锁的操作，因为默认就是加锁。但是我们如果要用到try lock for所指向的功能
  即：如果在拿资源的时候，资源已经被别的线程使用中，则会尝试等待指定的时间，一直获取锁，等到时间到了，代码无论如何都要解除阻塞继续执行。
  则用原先的构造方法难以实现。所以这样用需要用到第二种构造方法，来取消构造时加锁的操作
 */
void UniqueLock::testTryLockFor(){
    // 解决，将传入的锁改为recursive_timed_mutex类型即可。
    unique_lock<recursive_timed_mutex> lock(recursive_time_mutex, std::defer_lock); //构造函数执行但是内部不加锁!
    //就给5秒的时间，如果加不了锁，那么5秒过后就会直接执行
    this_thread::sleep_for(chrono::seconds(5));
    lock.try_lock_for(std::chrono::seconds(5));
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
        b++;
    }
}

总结及扩展
楼主是刚系统的学习C++，是跟着一个视频写的，对于上述代码，视频中，用的的确是C++11, 用到的类的确仅仅就是mutex这个类型，就能全部跑通，但楼主的代码就是不可以。
为什么呢？
直到楼主看源码注意到一行字，并且查了一下，发现了 LLVM 这个框架的存在。
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老师的代码，不知道用的是什么版本的，但楼主的代码，#include 的时候，的确引入的是LLVM框架里的unique_lock 。这个框架的源码，对mutex代码压根就是没有实现try_lock_for。但是好在它在recursive_timed_mutex类里实现了相关方法。所以才解了。
LLVM是个啥？为什么我的IDE点进去用的是这个库的代码，楼主Clion都没怎么设置。为什么Clion默认设置用LLVM的？
初学C++，首先感觉，怎么这么乱！！！！

LLVM是什么

苹果公司的软硬件体系基本是用到了LLVM这个套件开发的。是一套用于构建和优化编译器的工具。也是创建一门新语言的利器。LLVM规范了源代码转向机器码这一复杂过程。

编译器

编译器是将人可理解的源代码，转变为可执行二进制文件的工具。
其编译根据代码的编译过程分为三个段，前端，中间优化，后端。理论上讲三个阶段的边界是分明的。但是实现的时候，却五花八门
下图为编译器三段图：
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实际上随着语言种类的增加却实现成了这个鬼样子，下图中的每一条连线，都意味着经历了上图中的三段历程

上图可以看出，如果每个语言都编译成机器码的话，对于语言开发者，要开发一门新的语言，要懂得就是全套的，从看得懂的高级语言，到汇编指令，到机器码全部打通。这种全才还是少的，能在各方面集齐这些人，也是不容易的。重点是，需要的人多，对事物的理解也不同，中间容易出问题。
如果有个专业的团队做专业的事，把中间打通形成统一的规则，以后开发任何新兴语言，只需要遵守统一的规则，由这个中间件负责专业的转换成机器码，就稳健的多。
于是如图：
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LLVM就干了这么一件事，作为一个中枢适配的存在。LLVM使用了一种语言无关的中间代码来表示高级代码，称为中间表示，也就是图中的 IR。就意味着，许多不同的语言，比如Rust， Ruby都能通过LLVM提供的工具链生成同样的IR，这样的话，就可以使用同一套工具进行分析和优化，之后再转换成某种特定架构的机器码。
所以如果您有兴趣打造自己的编程语言，可以学习一下这个。

LLVM

LLVM项目目前已经发展成为一个巨大的编译器相关的工具集合，全称为 Low Level Virtual Machine 。
想想，如果您的项目有不同的语言组成，编译的时候，可以采用针对语言进行单独编译，也可以用LLVM的特点，将所有支持IR相关协议的语言进行编译，那么这种情况下，LLVM就有优势了。
下图为LLVM对各项语言的支持原理。
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其流程均是将各个语言解析为统一的IR，之后LLVM对根据统一的IR来生成针对不同架构的机器码。
从图中也可以看出，Clang 编译器也是LLVM框架下的重要前端，其支持的语言为 C， C++, Objective-C以及其他语言。
楼主因为是MAC本子，配置的是Xcode软件自带的编译器， Xcode自带的编译器就是Clang编译器，是LLVM架构下的工具链。所以楼主用clion编辑器编辑的时候，引入的代码是 LLVM架构中的代码。

总结

● C++有的语句，方法找不到，是因为方法根本就没有被实现，原因是编译器所带工具链库，实现方式不同导致，但基本上大差不差，大多能一样调用，出现不同的话，应该会找到替代的方式。
● LLVM是个很强悍的编译工具链，苹果公司有采用这套工具链。Xcode使用的Clang编译器，也是LLVM架构下的。Clang编译器以其友好的错误和警告信息著称，受到开发者喜爱。

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