c++ - 如何创建一个新类来继承 ostream 并将其用作 cout 但带有锁

Question

我使用 std::cout 在控制台上打印日志。由于程序是多线程的，如果我在cout后使用多个"<<"操作，打印结果会很乱。

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例如，如果一个线程执行cout<< "A" << "B" << endl;另一个线程可能会执行 cout << "C";在 A 和 B 之间。结果将是“ACB”。

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因此我要写一个新的类来继承ostream (实际上是 basic_ostream<char, char_traits<char>>)并在初始化 cout 时添加一个锁，因此打印输出应遵循正确的顺序。

Answer 1

一种选择是创建一个类，该类持有对流的引用，但在其整个生命周期内持有锁。这是一个简单的例子:

#include <iostream>
#include <mutex>

struct LockedOstream {
    std::lock_guard<std::mutex> lg_;
    std::ostream& os_;
    LockedOstream(std::mutex& m, std::ostream& os)
      : lg_{m}
      , os_{os}
    { }
    std::ostream& stream() const { return os_; }
};

int main()
{
    std::mutex m;
    LockedOstream(m, std::cout).stream() << "foo " << "bar\n";
    //                        ^ locked now                   ^ unlocked now
}

只要形成单个输出“单元”的所有打印都发生在同一语句中，这就有效。

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编辑:实际上，继承版本比我最初预期的要好得多:

#include <iostream>
#include <mutex>

class LockedOstream : public std::ostream {
    static std::mutex& getCoutMutex()
        // use a Meyers' singleton for the cout mutex to keep this header-only
    {
        static std::mutex m;
        return m;
    }

    std::lock_guard<std::mutex> lg_;

  public:
    // Generic constructor
    // You need to pass the right mutex to match the stream you want
    LockedOstream(std::mutex& m, std::ostream& os)
      : std::ostream(os.rdbuf())
      , lg_{m}
    { }

    // Cout specific constructor
    // Uses a mutex singleton specific for cout
    LockedOstream()
      : LockedOstream(getCoutMutex(), std::cout)
    { }
};

int main()
{
    LockedOstream() << "foo " << "bar\n";
    //            ^ locked now          ^ unlocked now
}

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顺便说一句:

• using namespace std; is widely considered bad practice , 和
• I'm not a big fan of std::endl either

(虽然后者有时会引起争议，但至少了解并做出明智的选择是个好主意)。