C++线程间的数据共享：互斥量与锁的使用

Tsunaou

于 2021-07-22 16:06:50 发布

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分类专栏： C++ 文章标签： c++

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本文介绍了C++中线程间数据共享的问题，重点关注互斥量在保护共享数据中的应用。文章阐述了如何使用互斥量进行线程同步，强调了结构化代码的重要性以避免数据竞争，并探讨了死锁问题及其解决方案，如std::lock_guard和std::unique_lock的使用。此外，还讨论了更灵活的锁机制，如std::shared_lock，以及它们在确保并发安全时的权衡。

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介绍与引入

这是阅读C++ Concurrency in Action 2rd edition的笔记，本文关注C++中的数据共享问题。首先需要明确的一点是，数据共享问题的来源在于写操作。如果所有的线程都只读，那么就不会有资源冲突的问题。

使用互斥量 Protecting shared data with mutexes

在C++中，可以通过构造一个std::mutex的互斥量实例来创建互斥锁，通过lock()和unlock上锁与解锁。但是这种方法并不推荐，因为每次上锁都要伴随着一次解锁，即便是代码出现异常。为了简化流程并保证每次锁都能被正常释放，C++标准库为互斥量提供了RAII模版类std::lock_guard，该类在构造函数时上锁，在析构函数时解锁，如此便保证了锁能够被安全地释放。

下面是一段通过互斥量对链表访问与修改的示例代码。通过some_mutex对函数体上锁，保证两个函数中对于数据some_list的访问是互斥的。

#include <list>
#include <mutex>
#include <algorithm>

std::list<int> some_list;
std::mutex some_mutex;

void add_to_list(int new_value) {
    std::lock_guard<std::mutex> guard(some_mutex);
    some_list.push_back(new_value);
}

bool list_contains(int value_to_find) {
    std::l

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