52 C++ unique_lock 替代 lock_guard 详解

本文详细解析了C++中的lock_guard和unique_lock类模板,重点介绍了它们的构造方法、参数含义以及各自的使用场景,如adopt_lock、try_to_lock、owns_lock和defer_lock等特性。

一  前提,lock_guard 详解:

lock_guard是 个类模版,不同的是 lock_guard 的这个模版只能<mutex>,

lock_guard<mutex> mylock_guard(mymutex);

可以看到,lock_guard在实例化对象的时候,有两种构造方法。

我们这里看有两个参数的构造方法,也就是第二个参数 是std::adopt_lock_t的构造方法。

std::adopt_lock_t  

假设调用方线程已拥有互斥的所有权

struct adopt_lock_t { explicit adopt_lock_t() = default; };

从C++的文档中可以看出,这玩意是个 struct,实际上,理解为标志位更为合适。

adopt_lock_t  意思是:我们在lock_guard构造函数中不调用 mutex1.lock(),只是在析构函数中调用 mutex1.unlock();

mymutex1.lock()
lock_guard<mutex> sbguard1(mymutex1,adopt_lock);

二  unique_lock 详解

unique_lock 也是 类模版,只能使用<mutex>,

unique_lock的构造函数比lock_guard的构造函数多了几个:当前我们研究一下第二个参数是 ;

adopt_lock 意思是:调用这一行之前,一定是有lock()过的,我们在lock_guard构造函数中不调用 mutex1.lock(),只是在析构函数中调用 mutex1.unlock();

mymutex1.lock()
unique_lock <mutex> sbguard1(mymutex1,adopt_lock);

try_to_lock 意思是:我们会尝试用mutex的lock()去锁定这个mutex,但是如果没有锁定成功,我也会立即返回,并不会阻塞在这里。那么怎么知道锁定成功了吗?

owns_lock()方法说明:检查 *this 是否占有锁定的互斥。

例子:

mymutex1.lock()
unique_lock <mutex> sbguard1(mymutex1,try_to_lock);

if(sbguard1.owns_lock()){

        //如果拿到了锁子的逻辑

} else{

        //没拿到锁子的逻辑

}

defer_lock 意思是:并没有给mutex加锁:初始化一个没有加锁的mutex,那么不能给mutex加锁,这个有啥用?

-------实际上要结合 unique_lock 的成员函数来能理解为什么要这么干。

lock()函数

好处是不用管unlock(),在 sbguard1的析构函数调用的时候,会调用 mymutex1的析构函数

            unique_lock<mutex> sbguard1(mymutex1, defer_lock);
&nbs

<think> 首先,用户的问题是关于C++unique_locklock_guard的区别。用户说:"我想了解 unique_lock lock_guard 的区别",所以我需要基于提供的引用来回答。 提供的引用: - 引用[1]: 解释了lock_guardunique_lock的关系。所有lock_guard能做的,unique_lock都能做,但反之则不然。建议在需要使用锁时,首先考虑lock_guard,因为它是最简单的。 - 引用[2]: 区分了std::lock_guard(轻锁)std::unique_lock(重锁)。提供了使用示例,说明了unique_lock可以手动释放锁,而lock_guard不能。还提到用{}来控制lock_guard的生命周期。列出了区别:lock_guardunique_lock都是RAII封装工具,但有不同。 我需要确保回答符合系统级指令: - 所有行内数学表达式用$...$格式(但这个主题是编程,可能不需要数学表达式;如果有变量或类似,就用$...$)。 - 独立公式用$$...$$(同样,这里可能不适用)。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾添加引用标识。 - 结构清晰,逐步解决问题。 - 基于上一次的问题(但这是第一个问题,所以没有历史)。 - 参考站内引用:用户提供了引用[1][^2],所以我应该在回答中引用它们。 回答结构: 1. **介绍概念**:简要解释lock_guardunique_lock是什么。 2. **核心区别**:详细说明它们的主要区别。 3. **使用场景**:基于引用,建议何时使用哪个。 4. **示例**:如果可能,提供简单示例代码(但用户没有提供代码,所以我可以用引用中的信息)。 5. **总结**:重申关键点。 6. **生成相关问题**:在最后添加相关问题。 关键区别(基于引用): - **lock_guard**:简单RAII封装,在构造时锁住互斥量,在析构时解锁。不能手动解锁或重新锁住。轻量级。 - **unique_lock**:更灵活的RAII封装,可以在构造时锁住,也可以手动解锁重新锁住。支持延迟锁住、条件变量等。重量级。 使用场景: - 优先使用lock_guard,因为它更简单、高效。 - 当需要额外灵活性(如手动解锁)时,使用unique_lock。 添加引用标识: - 在回答中,当提到引用内容时,在句末添加[^1]或[^2],就像用户提供的。 生成相关问题: - 在最后,添加类似"§§相关问题§§"的部分,列出2-3个相关的问题。 用中文回答: - 整个回答必须用中文。 可能的数学表达式: - 可能没有数学内容,但如果提到变量如互斥量,可以用$...$(例如,$mutex$),但在这个上下文中,可能不需要。保持自然。 最终回答大纲: 1. 引言:介绍lock_guardunique_lock。 2. 区别列表: - 灵活性:unique_lock支持手动解锁等。 - 性能:lock_guard更轻量。 - 使用方式:unique_lock可以有更多选项。 3. 何时使用:优先lock_guard;需要灵活性时用unique_lock。 4. 引用来源:添加[^1][^2]。 5. 相关问题。 </think> ### unique_locklock_guard 的区别 在 C++ 多线程编程中,`std::lock_guard` `std::unique_lock` 都是基于 RAII(资源获取即初始化)原则的互斥锁封装工具,用于简化互斥量(如 `std::mutex`)的管理,确保线程安全。它们的主要区别在于灵活性、性能使用场景。以下我将基于引用内容,逐步解释核心差异。 #### 1. **基本区别概述** - **`lock_guard`(轻锁)**:设计简洁,只提供最基本的互斥锁管理。在构造时自动锁定互斥量,在析构时自动解锁。不支持手动控制锁的状态(如提前解锁或重新加锁)。它更轻量高效,适合简单场景[^1]。 - **`unique_lock`(重锁)**:提供更高级的功能,允许手动解锁、重新加锁、延迟锁定(deferred locking)支持条件变量(如 `std::condition_variable`)。所有 `lock_guard` 能做的事,`unique_lock` 都能做到,但反之不成立,因为 `unique_lock` 更灵活但开销更大[^2]。 #### 2. **核心区别详解** | 特性 | `lock_guard` | `unique_lock` | |-----------------------------------|---------------------------------------|----------------------------------------| | **锁定与解锁控制** | 自动锁定解锁,无法手动干预。 | 支持手动解锁(`unlock()`)重新加锁(`lock()`),提供精细控制[^2] | | **生命周期管理** | 生命周期由作用域(如 `{}`)决定,析构时自动解锁。 | 生命周期更灵活,可通过作用域或手动释放锁[^2] | | **性能开销** | 更低(轻量级),适合高性能场景。 | 更高(重量级),由于额外功能带来开销[^1] | | **支持条件变量** | 不支持条件变量。 | 支持与 `std::condition_variable` 集成,用于线程唤醒[^2] | | **延迟锁定选项** | 无延迟锁定功能。 | 支持延迟锁定(如 `std::defer_lock`),允许在需要时才加锁[^2] | 关键点:`lock_guard` 适用于锁的生命周期与作用域严格绑定的情况,而 `unique_lock` 适用于需要动态控制锁状态或集成高级同步机制的复杂场景[^1][^2]。 #### 3. **使用场景建议** - **优先使用 `lock_guard`**:当互斥操作简单(如短临界区),无需手动解锁或条件变量时,选择 `lock_guard`,因为它代码简洁、性能更高。引用提到:“需要使用锁的时候,首先考虑使用 `lock_guard`,因为它是最简单的锁”[^1]。 - **使用 `unique_lock` 的场景**: - 需要手动解锁以提高性能(例如,在长时间操作中提前释放锁)。 - 需要配合条件变量实现线程等待/通知机制。 - 延迟锁定场景,以减少锁竞争。 示例:在临界区中手动解锁以执行非共享操作,可提升效率[^2]。 #### 4. **简单代码示例对比** ```cpp #include <mutex> std::mutex mtx; // 使用 lock_guard:自动管理作用域锁 void func_lock_guard() { std::lock_guard<std::mutex> guard(mtx); // 构造时自动加锁 // 临界区操作 } // 作用域结束时自动解锁 // 使用 unique_lock:支持手动控制 void func_unique_lock() { std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx); // 构造时自动加锁 // 临界区操作 lock.unlock(); // 手动解锁,执行非共享代码 // ... lock.lock(); // 手动重新加锁,继续共享操作 } // 析构时自动解锁(如果锁未手动释放) ``` 在这个示例中,`unique_lock` 提供了额外的灵活性,但增加了代码复杂性[^2]。 #### 5. **总结** - **简洁性 vs 灵活性**:`lock_guard` 胜在简单高效,适用于大多数基础场景;`unique_lock` 提供更多控制选项,但以性能开销为代价。 - **通用规则**:默认优先使用 `lock_guard`,只有当需要高级功能(如手动解锁或条件变量)时才切换到 `unique_lock`[^1][^2]。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值