Mutex包装器

本文详细介绍了互斥量在C++中的实现方式,并探讨了使用现代锁技术(如作用域锁)的优势。通过提供具体的代码示例,读者可以更好地理解互斥量的工作原理及其在并发编程中的应用。

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上一篇博客讲了,Linux线程的包装器,既然用了了线程不可避免的要用到互斥量,所以下面给出了互斥量的包装器,也是在某一开源项目中看的,我略加删改,以突出重点。

Mutex.h

#ifndef _MUTEX_H_
#define _MUTEX_H_



#include <pthread.h>

class Mutex
{

	pthread_mutex_t mutexID;


public:

	Mutex();
	~Mutex();

	bool lock();
	bool unlock();
};


#endif

Mutex.cpp

#include <Mutex.h>


Mutex::Mutex()
{
	pthread_mutex_init(&mutexID, NULL);
}

Mutex::~Mutex()
{
	pthread_mutex_destroy(&mutexID);
}

bool Mutex::lock()
{
	pthread_mutex_lock(&mutexID);
	return true;
}

bool Mutex::unlock()
{
	pthread_mutex_unlock(&mutexID);
	return true;
}

其中,只有显式的锁调用lock和unlock,现在还流行用scope lock的形式,就是巧妙的使用C++对象的生命周期来达到加锁的目的。
<think>我们正在讨论C++中使用Mutex进行线程同步。根据引用内容,我们可以总结如下: 1. Mutex(互斥量)是C++标准库中用于线程同步的重要工具,位于<mutex>头文件中。 2. 基本使用方式:通过lock()和unlock()方法手动控制,但更推荐使用RAII风格的lock_guard或unique_lock来自动管理锁的生命周期,避免忘记解锁。 引用[2]提供了一个使用mutex的代码示例,展示了如何通过mutex保护共享变量counter。但手动调用lock/unlock容易出错,因此引用[1]和引用[5]都推荐使用lock_guard或unique_lock。 引用[5]展示了使用lock_guard的示例: ```cpp #include <mutex> std::mutex mtx; void safeFunction() { std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 临界区 } ``` 此外,引用[1]还提到了其他类型的互斥量: - std::recursive_mutex:允许同一线程多次加锁(递归锁) - std::shared_mutex:读写锁,支持共享读和独占写 因此,回答应包含: 1. 基本mutex使用方法(手动lock/unlock) 2. 推荐使用RAII包装器(lock_guard, unique_lock) 3. 其他类型的mutex简介 同时,根据系统指令,需要生成相关问题。 下面开始组织回答。</think>### C++ 线程同步 Mutex 使用方法 Mutex(互斥量)是 C++ 中最基础的线程同步工具,用于保护共享资源不被多个线程同时访问。以下是详细使用方法: #### 1. **基础用法(手动加锁/解锁)** ```cpp #include <iostream> #include <thread> #include <mutex> std::mutex mtx; // 声明互斥量 int shared_data = 0; // 共享资源 void increment() { mtx.lock(); // 手动加锁(阻塞其他线程) shared_data++; // 操作共享资源 mtx.unlock(); // 手动解锁 } int main() { std::thread t1(increment); std::thread t2(increment); t1.join(); t2.join(); std::cout << "结果: " << shared_data; // 输出 2 } ``` **说明**: - `lock()`:获取锁,若锁已被占用则阻塞当前线程 - `unlock()`:释放锁,允许其他线程获取 - **风险**:忘记解锁会导致死锁,不推荐直接使用[^2] #### 2. **推荐用法:RAII 风格(自动管理锁)** 使用 `std::lock_guard` 或 `std::unique_lock` 自动管理锁生命周期: ```cpp void safe_increment() { std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 构造时自动加锁 shared_data++; // 操作共享资源 } // 析构时自动解锁(即使发生异常) ``` **优势**: - 避免忘记解锁 - 异常安全(作用域结束自动释放)[^1][^5] #### 3. **其他互斥量类型** | 类型 | 用途 | |--------------------------|-------------------------------| | `std::recursive_mutex` | 允许同一线程重复加锁(递归锁) | | `std::shared_mutex` | 读写锁(共享读/独占写) | | `std::scoped_lock` (C++17)| 同时锁定多个互斥量 | #### 4. **关键注意事项** 1. **锁粒度**:锁范围应尽量小,仅覆盖共享资源操作 ```cpp // 错误示例(锁范围过大) { std::lock_guard lock(mtx); read_file(); // 耗时操作(阻塞其他线程) update_data(); } ``` 2. **死锁预防**: - 避免嵌套锁(如需多个锁,按固定顺序获取) - 使用 `std::scoped_lock` 同时锁定多个互斥量[^1] 3. **性能影响**:锁竞争会降低并发性,高并发场景考虑无锁编程 > **最佳实践**:优先使用 `std::lock_guard`,复杂场景(如条件变量)用 `std::unique_lock`[^4][^5]
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