std::mutex的使用备忘

最新推荐文章于 2025-02-05 17:22:26 发布
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分类专栏： C++语言 文章标签： 多线程 线程同步 mutex
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在实际测试中，与使用自实现的自旋做同步比较（看上也是自旋），std::mutex在效率上没有大的差异。

但是当出现竞争时，std::mutex的lock会完全的等待，此时CPU利用率会很高，当然其等待也是有收益的：效率最高。

 

但是，在一般的应用里，我们能查看任何管理器时，我们总是蜜汁不希望CPU满载（不想让风扇狂转？）

 

降低CPU负载的套路是：使用trylock。不光出让时间片，还得退出竞争。

当然，随之带来的也是效率的下降（-15%？）

 

我们的测试是基于4C16G硬件。

应用的测试方案是下图（3P3C）：

C++ 设计模式3：单例模式
琅嬛福地
04-12 2198
单例 Singleton 是设计模式的一种，其特点是只提供唯一一个类的实例,具有全局变量的特点，在任何位置都可以通过接口获取到那个唯一实例;具体运用场景如：设备管理器，系统中可能有多个设备，但是只有一个设备管理器，用于管理设备驱动;数据池，用来缓存数据的数据结构，需要在一处写，多处读取或者多处写，多处读取;
C++11 并发指南三(std::mutex 详解)
weixin_34362875的博客
08-04 3092
上一篇《C++11 并发指南二(std::thread 详解)》中主要讲到了 std::thread 的一些用法，并给出了两个小例子，本文将介绍 std::mutex 的用法。 Mutex 又称互斥量，C++ 11中与 Mutex 相关的类（包括锁类型）和函数都声明在 <mutex> 头文件中，所以如果你需要使用 std::mutex，就必须包含 <mutex> 头文件。...
C++11中std::mutex的使用
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模板std::mutex用法：
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std::mutex mymutex; std::lock_guard<std::mutex> lock(mymutex); 转载于:https://www.cnblogs.com/swordenchanter/p/9989387.html
C++ std::mutex 用法详解
xiaojinger_123的博客
09-09 2649
C++ std::mutex 用法详解
std::mutex 的使用总结
编程猿来如此
03-22 3303
std::mutex 的使用总结
线程同步时定义 std::mutex 为什么要在前面添加 mutable 关键字
不经一番寒彻骨，怎得梅花扑鼻香。
02-05 473
在C++中，关键字用于修饰类的成员变量，表示即使在一个对象中，该成员变量也可以被修改。对于这样的同步原语，使用是必要的，原因如下：通常用于保护类的内部状态，即使在成员函数中，也可能需要加锁来保证线程安全。例如： 成员函数的语义：成员函数承诺不会修改对象的状态。 的特殊性：本身的状态（如锁的状态）需要被修改，但这并不影响对象的逻辑状态。 使用：将声明为，可以在成员函数中修改它，而不会违反的语义。 2. 如果不使用 会怎样？ 如果没有声明为，在成员函数中尝试加锁会导致编译错误： 编译器会报错，因为会尝试
设计模式使用c++实现
qqwangfan的专栏
12-21 308
学习《大话设计模式》，按照自己的体会写的c++代码，仅用于记录，有问题欢迎指出。 //FotoryMode.h #pragma once #include <string> template<class T> class Operation { public: Operation(T numA,T numB):m_numA(numA),m_numB(numB) { } Operation() = default; virtual ~Operation() = de
Rust语言编程备忘单：cheats.rs使用指南
- 变量和可变性：使用let关键字声明变量，使用mut关键字表示变量可变。 - 数据类型：Rust拥有丰富的数据类型系统，包括基本的整型、浮点型、字符和布尔型，以及复合类型，如元组、数组、切片和枚举。 - 函数和...
C++ 备忘单-.pdf
02-27
- `std::thread`, `std::mutex`, `std::condition_variable` 8. **模块化**： - 将代码组织成多个文件，通过 `#include` 引入 这些知识点涵盖了C++的基本概念和高级特性，对于初学者来说是很好的入门指南，同时...
c++中std::mutex最全用法归纳
啥都生的博客
02-06 2892
篇介绍 C++中std::mutex的具体用法，并提供一些std::mutex范例代码
C++并发编程之线程同步 std::mutex用法总结
给大佬递杯卡布奇诺的博客
10-09 2900
1、Mutex分类 2、std::mutex介绍 3、std::recursive_mutex介绍 4、std::time_mutex介绍 5、std::recursive_timed_mutex介绍 6、总结
【C++】C++ 锁（std::mutex）的使用及其使用
原小明
04-26 3143
在C++中，锁是一种同步机制，用于保护共享资源在多线程环境下的访问安全，防止因并发访问导致的数据不一致、竞态条件等问题。
std::mutex影响性能
sidemap的博客
03-03 761
mutex 性能提升
测试 std::mutex && CRITICAL_SECTION && QMutex 三者的效率
龚建波
09-01 2229
std::mutex 标准库的互斥锁；CRITICAL_SECTION Windows提供的临界区；QMutex Qt提供的互斥锁封装，显然，Qt封装的效率一般不如前两者。 参照这篇文章：https://www.iteye.com/blog/aigo-1908084 和他的结论差不多：在旧版本编译器上（如VS2013），std::mutex 比临界区更慢；在新版本编译器上（如VS2015/2017），std::mutex 的效率显著提高，特别在竞争情况下比临界区快多了。 下面是 VS2013 和 VS
std::mutex 性能_意见：性能测试
danpu0978的博客
05-11 885
std::mutex 性能 对应用程序进行性能调整既耗时又昂贵。 有用的测试通常需要专用的硬件才能运行。 准备基础工作并编写运行所需的各种固定装置是专业且耗时的，其唯一的好处是可以防止您甚至不知道会发生的生产问题。 定型情景和结果 这是我遇到的一些定型观念： 一个功能版本包含一个新功能，该功能未经（甚至无法测试）经过充分测试，从一开始就存在主要的性能问题。 对现有代码的更改（可...
C++11并发与多线程笔记（12） windows临界区、其他各种mutex互斥量
视觉小浩
02-17 259
第十二节 windows临界区、其他各种mutex互斥量 一和二、windows临界区 在“同一个线程中”（不同线程就会卡主等待），windows中的“相同临界区变量”代表的临界区的进入（EnterCriticalSection）可以被多次调用。 Windows临界区，“同一个线程‘”是可以重复进入的，但是进入的次数与离开的次数必须相等，而不会引起程序异常报错。 C++互斥量mutex则不允许同一个线程重复加锁，会报异常。 windows临界区是windows编程中的内容，了解一下即可，效果几乎可以等同
C++多线程 互斥锁 信号量 事件 临界区
小乌龟的博客
05-14 3552
一、互斥锁1、先熟悉熟悉API1，创建互斥锁，并反正一个句柄 HANDLE CreateMutex( LPSECURITY_ATTRIBUTESlpMutexAttributes, // 指向安全属性的指针 BOOLbInitialOwner, // 初始化互斥对象的所有者，一般设置为FALSE LPCTSTRlpName // 互斥对象名 );2，释放互斥对象的控制权 BOOL ReleaseMu
C++ 线程同步之互斥锁
喜欢打篮球的普通人
06-19 6223
进行多线程编程，如果多个线程需要对同一块内存进行操作，比如：同时读、同时写、同时读写，对于后两种情况来说，如果不做任何的人为干涉就会出现各种各样的错误数据。解决多线程数据混乱的方案就是进行线程同步，最常用的就是互斥锁，在 C++11 中一共提供了四种互斥锁：不论是在 C 还是 C++ 中，进行线程同步的处理流程基本上是一致的，C++ 的 mutex 类提供了相关的 API 函数：成员函数 独占互斥锁对象有两种状态：锁定和未锁定。 除了使用 lock() 还可以使用 try_lock() 获取互斥锁
static std::mutex mutex;
最新发布
04-10
<think>好的，我现在需要回答用户关于C++中static std::mutex的定义和用法的问题。首先，我要回忆一下std::mutex的基本概念。std::mutex是C++标准库中用于多线程同步的互斥量，用于保护共享资源不被同时访问。用户提到的是static std::mutex，这意味着这个互斥量是静态的，可能属于某个类或函数内的静态成员。 接下来，我需要确认static std::mutex的定义方式。根据C++的规则，静态成员变量需要在类外进行定义和初始化。例如，在类内部声明为static std::mutex mtx;，然后在类外部定义std::mutex ClassName::mtx;。同时，C++17引入了内联变量的支持，允许在声明时直接初始化，这可能简化代码。 然后，关于用法，静态互斥量通常用于保护类的静态成员或全局共享资源。比如在多线程环境中，多个线程访问某个静态变量时，需要用互斥量进行同步。例如，在单例模式中，双重检查锁定可能会用到静态互斥量来确保线程安全。 还要注意，使用std::mutex时需要包含<mutex>头文件，并且C++11及以上版本支持。此外，互斥量的锁定和解锁通常通过RAII机制管理，比如std::lock_guard或std::unique_lock，以避免忘记解锁导致的死锁问题。 用户提供的引用中提到，std::mutex是独占互斥量，不能递归使用，所以需要确保同一线程内不会重复加锁。另外，引用中的ComputationCache结构体可能是一个缓存类，但其中没有使用互斥量，因此如果在多线程环境中使用这个类，就需要添加互斥量来保护cached_x和cached_result的访问。例如，在compute函数中检查缓存时，需要加锁确保线程安全。 可能遇到的问题包括静态成员的初始化顺序问题，尤其是在不同的编译单元中。因此，需要确保静态互斥量在使用前已经被正确初始化。此外，静态成员的生命周期是整个程序运行期间，所以需要小心避免资源泄漏。 最后，生成相关问题时，需要考虑用户可能想进一步了解的内容，比如静态互斥量的初始化方法、线程安全的单例模式、RAII机制的应用，以及不同互斥量类型的区别等。</think>### C++中static std::mutex的定义与用法 #### 1. **定义方式** 在C++中，`static std::mutex`通常用于类内或全局作用域，以保护共享资源的线程安全访问。其定义需遵循以下规则： - **类内静态成员**：在类内声明为`static`，并在类外进行初始化（C++17前需要显式定义，C++17支持内联初始化）。 ```cpp class MyClass { public: static std::mutex mtx; // 类内声明 // ... }; // 类外定义（C++17前必需） std::mutex MyClass::mtx; ``` - **全局静态互斥量**：在函数或全局作用域中使用`static`关键字定义。 ```cpp static std::mutex global_mtx; // 全局静态互斥量 ``` #### 2. **使用场景** - **保护静态成员变量**：当多个线程需要访问类的静态成员时，需用互斥量同步。 - **单例模式**：实现线程安全的单例对象初始化。 - **全局资源共享**：如日志写入、缓存访问等。 #### 3. **具体用法示例** ```cpp #include <iostream> #include <mutex> #include <thread> class Counter { public: static int value; static std::mutex mtx; static void increment() { std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // RAII自动加锁/解锁 value++; } }; int Counter::value = 0; std::mutex Counter::mtx; // 类外定义静态成员 int main() { std::thread t1([]() { for (int i = 0; i < 1000; ++i) Counter::increment(); }); std::thread t2([]() { for (int i = 0; i < 1000; ++i) Counter::increment(); }); t1.join(); t2.join(); std::cout << "Final value: " << Counter::value << std::endl; // 输出2000 return 0; } ``` 此示例中，`std::lock_guard`通过RAII机制确保互斥量的自动释放，避免死锁[^2]。 #### 4. **注意事项** - **初始化顺序**：静态互斥量的初始化可能受编译单元影响，需确保在使用前已构造。 - **递归锁定**：`std::mutex`不可递归锁定，如需递归特性，改用`std::recursive_mutex`[^2]。 - **超时控制**：若需超时功能，可选用`std::timed_mutex`。 #### 5. **结合用户提供的代码** 参考用户提供的`ComputationCache`结构体[^3]，若需线程安全，可修改为： ```cpp struct ComputationCache { static std::mutex mtx; // 添加静态互斥量 double cached_x = 0.0; double cached_result = 0.0; double compute(double x) { std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); if (cached_x != x) { cached_x = x; cached_result = /* 复杂计算 */; } return cached_result; } }; // 类外定义静态成员 std::mutex ComputationCache::mtx; ``` --- 相关问题
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