std::shared_timed_mutex 上的共享锁可以升级为独占锁吗？

Question

新的 std::shared_timed_mutex 允许两种类型的锁：共享锁和排他锁。

如果一个人持有共享锁，有没有办法将它原子交换（“升级”）为独占锁？换句话说，给定以下代码，我怎样才能避免非原子丢弃和重新锁定？

std::shared_timed_mutex m; //Guards a std::vector.
m.lock_shared();

//Read from vector. (Shared lock is sufficient.)
// ...

//Now we want to write to the vector. We need an exclusive lock.
m.unlock_shared();
                   //     <---- Problem here: non-atomic! 
m.lock(); 

//Write to vector.
// ...

m.unlock();

理想情况下，m.unlock_shared(); m.lock(); 可以替换为类似 m.upgrade_to_exclusive();（或类似 boost::.upgrade_to_unique_lock()）的内容。

In a similar question but for Boost's shared_mutexDave S 提到

如果不先释放共享锁，就不可能从共享锁转换为唯一锁，或从共享锁转换为可升级锁。

我不确定这是否适用于 std::shared_mutex，尽管我怀疑它确实如此。

我会对基于 std::atomic/condition_variable 或 GCC 事务内存的合理解决方法感到满意。

编辑：霍华德的回答解决了我的问题。他的proposal N3427 包含对实现互斥升级的机制的很好描述。我仍然欢迎基于 std::atomic/condition_variable 或 GCC 事务内存的变通方法。

Answer 1

不，它不能。该功能以upgrade_mutex 和upgrade_lock 的名义向委员会提出，但委员会选择拒绝该部分提案。目前没有任何工作可以重新设置该功能。

编辑

针对 user3761401 的问题中的“从这里去哪里”编辑，我在这里创建了一个部分瘫痪的 upgrade_mutex/upgrade_lock 实现：

https://github.com/HowardHinnant/upgrade_mutex

请随意使用。它在公共领域。它只是经过轻微测试，不具备N3427 中描述的全部功能。特别是缺少以下功能：

• 无法将unique_lock 转换为shared_timed_lock。
• 无法尝试或定时将shared_timed_lock 转换为unique_lock。
• 无法尝试或定时将upgrade_lock 转换为unique_lock。

话虽如此，我已经在upgrade_mutex 中包含了这个功能，并且可以在这个低级别以非常丑陋的方式访问它（这样的例子在 main.cpp 中）。

N3427 中提到的其他锁转换可用。

• 从shared_timed_lock 到upgrade_lock 的尝试和定时转换。
• 从upgrade_lock 转换为shared_timed_lock。
• 阻止从upgrade_lock 到unique_lock 的转换。
• 从unique_lock 转换为upgrade_lock。

已全部放入namespace acme。把它放在你想要的任何命名空间中。

要求

编译器需要支持“rvalue-this”限定符和显式转换运算符。

免责声明

该代码仅经过轻微测试。如果您发现错误，我将不胜感激。

可以通过使用std::atomic 来优化upgrade_mutex。在这方面没有做任何努力（这是一项困难且容易出错的任务，比我目前花费的时间更多）。