C++多线程中互斥量std::mutex与模板类std::lock_guard

最新推荐文章于 2025-10-31 16:10:20 发布

转载最新推荐文章于 2025-10-31 16:10:20 发布 · 1.3k 阅读

本文介绍C++中互斥量std::mutex的使用方法，包括如何通过成员函数lock()和unlock()实现资源锁定与解锁，以及如何利用std::lock_guard确保互斥量正确解锁，防止资源竞争。

一、互斥量std::mutex
C++中通过实例化std::mutex创建互斥量实例，通过成员函数lock()对互斥量上锁，unlock()进行解锁。C++中与std::mutex相关的类（包括锁类型）和函数都声明在< mutex >头文件中，要使用std::mutex，就必须包含此头文件。

#include <mutex>
#include <thread>
#include <iostream>
 
int counter = 0;
std::mutex mtx; // 创建互斥量
 
void add()
{
    for (int i = 0; i < 1000000; i++)
    {
        mtx.lock(); // 加锁
        counter = counter + 1;
        mtx.unlock(); // 解锁
    }
}
 
void sub()
{
    for (int i = 0; i < 1000000; i++)
    {
        mtx.lock(); // 加锁
        counter = counter - 1;
        mtx.unlock(); // 解锁
    }
}
 
int main()
{
    std::thread t1(add);
    std::thread t2(sub);
 
    t1.join();
    t2.join();
 
    std::cout << "counter:\t" << counter << std::endl;
}

二、模板类std::lock_guard
不过，实践中不推荐直接去调用成员函数，调用成员函数就意味着，必须在每个函数出口都要去调用unlock()，也包括异常的情况。C++标准库为互斥量提供了一个RAII语法的模板类std::lock_guard，在构造时就能提供已锁的互斥量，并在析构的时候进行解锁，从而保证了一个已锁互斥量能被正确解锁。下面的程序清单中，展示了如何在多线程应用中，使用std::mutex构造的std::lock_guard实例，对一个共享数据访问保护。std::mutex和std::lock_guard都在 < mutex >头文件中声明。

#include <mutex>
#include <thread>
#include <iostream>
 
int counter = 0;
std::mutex mtx; // 创建互斥量
 
void add()
{
    for (int i = 0; i < 1000000; i++)
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 析构，自动解锁。
        counter = counter + 1;
    }
}
 
void sub()
{
    for (int i = 0; i < 1000000; i++)
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 析构，自动解锁。
        counter = counter - 1;
    }
}
 
int main()
{
    std::thread t1(add);
    std::thread t2(sub);
 
    t1.join();
    t2.join();
 
    std::cout << "counter:\t" << counter << std::endl;
}

来源：http://www.xieyincai.com/20190401835.html