C++ 并发编程（二）：Mutex（互斥锁）

原文转载于：https://segmentfault.com/a/1190000006614695

并发编程，线程视频资源
多个线程访问同一资源时，为了保证数据的一致性，最简单的方式就是使用 mutex（互斥锁）。

引用 cppreference 的介绍：

The mutex class is a synchronization primitive that can be used to
protect shared data from being simultaneously accessed by multiple
threads.

Mutex 1

直接操作 mutex，即直接调用 mutex 的 lock / unlock 函数。

#include 
#include 
#include 
#include std::mutex g_mutex;
int g_count = 0;void Counter() {g_mutex.lock();int i = ++g_count;std::cout << "count: " << i << std::endl;// 前面代码如有异常，unlock 就调不到了。g_mutex.unlock();
}int main() {const std::size_t SIZE = 4;// 创建一组线程。std::vector v;v.reserve(SIZE);for (std::size_t i = 0; i < SIZE; ++i) {v.emplace_back(&Counter);}// 等待所有线程结束。for (std::thread& t : v) {t.join();}return 0;
}

可惜的是，STL 没有提供 boost::thread_group 这样代表一组线程的工具，通过 std::vector 固然也能达到目的，但是代码不够简洁。

Mutex 2

使用 lock_guard 自动加锁、解锁。原理是 RAII，和智能指针类似。

#include 
#include 
#include 
#include std::mutex g_mutex;
int g_count = 0;void Counter() {// lock_guard 在构造函数里加锁，在析构函数里解锁。std::lock_guard lock(g_mutex);int i = ++g_count;std::cout << "count: " << i << std::endl;
}int main() {const std::size_t SIZE = 4;std::vector v;v.reserve(SIZE);for (std::size_t i = 0; i < SIZE; ++i) {v.emplace_back(&Counter);}for (std::thread& t : v) {t.join();}return 0;
}

Mutex 3

使用 unique_lock 自动加锁、解锁。
unique_lock 与 lock_guard 原理相同，但是提供了更多功能（比如可以结合条件变量使用）。
注意：mutex::scoped_lock 其实就是 unique_lock 的 typedef。

至于 unique_lock 和 lock_guard 详细比较，可移步 StackOverflow。

#include 
#include 
#include 
#include std::mutex g_mutex;
int g_count = 0;void Counter() {std::unique_lock lock(g_mutex);int i = ++g_count;std::cout << "count: " << i << std::endl;
}int main() {const std::size_t SIZE = 4;std::vector v;v.reserve(SIZE);for (std::size_t i = 0; i < SIZE; ++i) {v.emplace_back(&Counter);}for (std::thread& t : v) {t.join();}return 0;
}

Mutex 4

为输出流使用单独的 mutex。
这么做是因为 IO 流并不是线程安全的！
如果不对 IO 进行同步，此例的输出很可能变成：

count == count == 2count == 41
count == 3

因为在下面这条输出语句中：

std::cout << "count == " << i << std::endl;

输出 "count == " 和 i 这两个动作不是原子性的（atomic），可能被其他线程打断。

#include 
#include 
#include 
#include std::mutex g_mutex;
std::mutex g_io_mutex;
int g_count = 0;void Counter() {int i;{std::unique_lock lock(g_mutex);i = ++g_count;}{std::unique_lock lock(g_io_mutex);std::cout << "count: " << i << std::endl;}
}int main() {const std::size_t SIZE = 4;std::vector v;v.reserve(SIZE);for (std::size_t i = 0; i < SIZE; ++i) {v.emplace_back(&Counter);}for (std::thread& t : v) {t.join();}return 0;
}

本文来自互联网用户投稿，文章观点仅代表作者本人，不代表本站立场，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处。 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请点击【内容举报】进行投诉反馈！