mutex and condition_variable[c++11]

最新推荐文章于 2025-10-28 13:58:26 发布

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本文深入解析并发编程中互斥锁和条件变量的使用，包括mutex、lock_guard、unique_lock、condition_variable的基本操作及应用场景，通过代码实例展示如何在多线程环境下实现高效同步。

一、mutex

mutex: 提供最基本的lock和unlock

lock_guard<mutex> locker(mtx):离开作用域，自动析构的时候会释放锁，省了一句话。其次，提供exception safety。出现异常的时候也能释放锁。

unique_lock<mutex> locker(mtex):作用和lock_guard一样的。多了一个灵活性，在作用域内可以自由lock和unlock，而lock_guard不支持。所以condition_variable只能采用unique_lock或者mutex。

整体上，最简单就用直接用mutex是没问题的，主要mutex内的东西都是最简短的代码，毕竟不能并发。

如果代码对稳定性要求高，考虑到exception safe，就后两个混用。

如果用到condition_variable，只用最后一个。

二、condition_variable

主要用wait方法，有阻塞时间限制再用wait_for或者wait_until

只能用unique_lock, condition_variable_any也支持普通mutex。

wait或wait_for的逻辑是这样的：

1.释放当前锁（unique_lock, 或者mutex）

2.阻塞等待notify

3.阻塞超过时间，跳到5

4.收到notify信号，跳到5

5.阻塞等待锁

6.获取锁成功，语句结束

一般情况会写成这样while(flag==true)conditon.wait(); 因为被notify和获取锁的以后，有些场景中可能条件又不满足了，这样可以保证一定是满足判断条件的。


#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
class TestThread
{
public:
	void start(){ 
		thread t(std::bind(&TestThread::run,this));
		t.detach();
	}

	void run(){
			cout << "test thread waits. id:" << std::this_thread::get_id()<<endl;
			waitToRace(); 
	}

	void waitToRace(){
			unique_lock<mutex> locker(mtx);
			condition.wait(locker);
			cout << "test thread is racing. id:" << std::this_thread::get_id() << endl;
	}
};




void go(){
	int k = 10;
	while(k--){
		cout << "go one:" << std::this_thread::get_id() << endl;;
		condition.notify_one();
		this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(1500));
	}
}


int main(void)
{
	cout << "main thread id:" << std::this_thread::get_id() << endl;
	
	for (int i = 0; i < 10; i++){
		TestThread testThread;
		testThread.start();
	}

	go();

	getchar();
	return 0;
}