c++怎么使用std::mutex来保护共享数据_c++ std::mutex线程保护方法-C++-PHP中文网

c++怎么使用std::mutex来保护共享数据_c++ std::mutex线程保护方法

穿越時空

发布： 2025-10-03 13:32:02

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使用std::mutex和std::lock_guard可防止多线程数据竞争。1. 包含<mutex>头文件并声明互斥量保护共享数据；2. 在访问共享数据时用std::lock_guard自动加锁和解锁；3. 多个线程调用受保护函数能保证数据一致性；4. 建议使用RAII避免死锁，按序加锁多个互斥量，合理控制锁粒度，且互斥量不可复制。

c++怎么使用std::mutex来保护共享数据_c++ std::mutex线程保护方法

在多线程编程中，多个线程同时访问共享数据可能导致数据竞争和未定义行为。C++ 提供了 std::mutex（互斥量）来保护共享资源，确保同一时间只有一个线程可以访问该资源。

1. 包含头文件并声明互斥量

使用 std::mutex 前，需要包含 <mutex> 头文件。然后定义一个互斥量对象，用于保护特定的共享数据。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

int shared_data = 0;
std::mutex mtx; // 互斥量，用于保护 shared_data

2. 在关键代码段加锁保护

每当线程要读写共享数据时，必须先通过 lock() 获取锁，操作完成后调用 unlock() 释放锁。更推荐使用 std::lock_guard，它能自动管理锁的生命周期，避免忘记解锁。

void safe_increment() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 自动加锁
    ++shared_data; // 安全修改共享数据
    // 离开作用域时自动解锁
}

3. 多线程并发访问示例

创建多个线程同时调用受保护的函数，观察数据一致性。

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void worker() {
    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
        safe_increment();
    }
}

int main() {
    std::thread t1(worker);
    std::thread t2(worker);

    t1.join();
    t2.join();

    std::cout << "Final value: " << shared_data << std::endl; // 应为 2000
    return 0;
}

4. 使用建议与注意事项

始终成对使用 lock/unlock：手动加解锁容易出错，优先使用 std::lock_guard 或 std::unique_lock 实现 RAII 管理。
避免死锁：如果需要多个互斥量，应始终按相同顺序加锁。
粒度适中：锁的范围不宜过大，否则影响并发性能；也不宜过小，导致保护不足。
不能复制互斥量：std::mutex 是不可复制和不可移动的，类中包含 mutex 时要注意。