c++多线程（一）- 互斥量（mutex）

你的名字 2022-04-23 04:24 190阅读 0赞

### 1.lock() / unlock() ###

lock()锁定需要保护的代码区域，使之某一时刻只有一个线程访问。unlock()解除对代码区域的锁定，使其它线程可以访问。

lock()和unlock()必须成对使用。锁定后不解锁，或者重复解锁都会出问题。

#include "stdafx.h"
    #include<iostream>
    #include<thread>
    #include<mutex>
    #include<list>
    using namespace std;
    
    //lock()和unlock()要成对使用。
    //分析需要保护的代码段
    class MsgManage
    {
    public:
    	MsgManage() {}
    	~MsgManage() {}
    	void InMsg()
    	{
    		for (int i = 0; i < 10000; i++)
    		{
    			cout << "插入元素: " << i << endl;
    			myMutex.lock();
    			myList.push_back(i);
    			myMutex.unlock();
    		}
    	}
    
    	bool outMsgProc(int &num)
    	{
    		myMutex.lock();
    		if (!myList.empty())
    		{
    			num = myList.front();
    			myList.pop_front();
    			myMutex.unlock();
    			return true;
    		}
    		myMutex.unlock();
    		return false;
    	}
    
    	void OutMsg()
    	{
    		for (int i = 0; i < 10000; i++)
    		{
    			int num;
    			bool result = outMsgProc(num);
    			if (result)
    			{
    				cout << "移除元素: " << num << endl;
    			}
    			else
    			{
    				cout << "消息队列为空" << endl;
    			}
    		}
    	}
    private:
    	list<int> myList;
    	mutex myMutex;
    };
    
    int main()
    {
    	MsgManage manage;
    	thread outMsg(&MsgManage::OutMsg, &manage);
    	thread inMsg(&MsgManage::InMsg, &manage);
    	inMsg.join();
    	outMsg.join();
    
    	return 0;
    }

### 2.lock\_guard模板 ###

lock()和unlock()必须成对使用。但是程序员很容易lock()后忘记调用unlock()，导致代码段长时间锁定。为了避免这个问题，lock\_guard模板是一个好的选择。lock\_guard会在构造函数里调用lock()，在析构函数里调用unlock()，程序员再也不用担心资源释放的问题了。

使用lock\_guard需要注意的是，由于它在析构时才解锁，所以程序员需要明确锁定的代码区域，避免锁定过多影响效率。

bool outMsgProc(int &num)
    {
    	lock_guard<mutex> guard(myMutex);
    	if (!myList.empty())
    	{
    		num = myList.front();
    		myList.pop_front();
    		return true;
    	}
    	return false;
    }

### 3.std::lock() ###

lock()可以同时给多个互斥量加锁。如果有互斥量加锁失败，则会释放掉加锁成功的互斥量，从而避免死锁。使用该lock()时，不要忘记使用unlock()解除锁定。

bool outMsgProc(int &num)
    {
    	lock(myMutex1, myMutex2); //同时对两个互斥量加锁
    	if (!myList.empty())
    	{
    		num = myList.front();
    		myList.pop_front();
    		myMutex1.unlock();
    		myMutex2.unlock();
    		return true;
    	}
    	myMutex1.unlock();
    	myMutex2.unlock();
    	return false;
    }

可以混合使用lock\_guard()和lock()，避免了忘记unlock()引发的问题。

bool outMsgProc(int &num)
    {
    	lock(myMutex1, myMutex2); //同时对两个互斥量加锁
    	lock_guard<mutex> guard1(myMutex1, adopt_lock); //adopt_lock表示互斥量已经锁定，解锁交给lock_guard对象
    	lock_guard<mutex> guard2(myMutex2, adopt_lock);
    	if (!myList.empty())
    	{
    		num = myList.front();
    		myList.pop_front();
    		return true;
    	}
    	return false;
    }