C++ mutex互斥锁怎么用_C++ lock_guard与unique

C++ mutex互斥锁怎么用_C++ lock_guard与unique_lock加锁教程

穿越時空

发布： 2025-11-28 11:32:02

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C++多线程中，mutex用于保护共享数据，避免数据竞争。推荐使用RAII机制的std::lock_guard进行自动加锁解锁，确保异常安全；若需延迟加锁或配合条件变量，则使用更灵活的std::unique_lock；仅在简单场景下使用std::mutex的lock/unlock，但易因异常导致死锁，不推荐手动管理。

c++ mutex互斥锁怎么用_c++ lock_guard与unique_lock加锁教程

在C++多线程编程中，mutex（互斥锁）是保护共享数据、防止多个线程同时访问的关键工具。为了避免数据竞争，我们需要对临界区进行加锁。C++标准库提供了几种方便的机制来管理锁，包括直接使用std::mutex配合lock()/unlock()，以及更安全的RAII风格的std::lock_guard和std::unique_lock。

std::mutex 基本用法

std::mutex是最基本的互斥量类型，它提供lock()和unlock()成员函数。

注意：不建议手动调用lock/unlock，容易因异常或提前return导致死锁。

示例：

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

std::mutex mtx;
int shared_data = 0;

void unsafe_increment() {
    mtx.lock();  // 手动加锁
    ++shared_data;
    std::cout << "Value: " << shared_data << std::endl;
    mtx.unlock(); // 手动解锁
}

int main() {
    std::thread t1(unsafe_increment);
    std::thread t2(unsafe_increment);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

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std::lock_guard 自动加锁（推荐基础用法）

std::lock_guard是一个RAII（资源获取即初始化）类，在构造时自动加锁，析构时自动解锁。即使代码抛出异常，也能保证锁被释放。

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适用于简单的、作用域明确的加锁场景。

修改上面的例子：

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

std::mutex mtx;
int shared_data = 0;

void safe_increment() {
    std::lock_guard<std::mutex> guard(mtx); // 构造即加锁
    ++shared_data;
    std::cout << "Value: " << shared_data << std::endl;
} // guard离开作用域，自动解锁

int main() {
    std::thread t1(safe_increment);
    std::thread t2(safe_increment);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

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std::unique_lock 更灵活的锁管理

std::unique_lock比lock_guard更灵活，支持延迟加锁、条件变量、可移动、运行时选择是否加锁等特性。

常见用途：

配合std::condition_variable使用
需要在某个条件下才加锁
需要临时释放锁再重新获取

示例：延迟加锁与作用域控制

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

std::mutex mtx;
int shared_data = 0;

void complex_operation() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx, std::defer_lock); // 不立即加锁

    // 做一些不需要锁的操作
    std::cout << "Preparing..." << std::endl;

    // 需要访问共享数据时再加锁
    lock.lock();
    ++shared_data;
    std::cout << "Value: " << shared_data << std::endl;
    // lock.unlock(); 可以手动释放
} // 离开作用域自动释放（如果还持有）

int main() {
    std::thread t1(complex_operation);
    std::thread t2(complex_operation);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

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