boost::unique_lock和boost::lock_guard的区别

本文对比了std::lock_guard与std::unique_lock两种锁机制的特点与应用场景,详细介绍了它们如何用于实现线程安全的队列。std::unique_lock提供了更多的灵活性,比如在等待期间可以解锁并重新锁定互斥量。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

lock_guard

boost::mutex mutex;  
boost::lock_guard<boost::mutex> lock(mutex);  

 

unique_lock

boost::mutex mutex;  
boost::unique_lock<boost::mutex> lock(mutex);  

 

std::unique_lock 与std::lock_guard都能实现自动加锁与解锁功能,但是std::unique_lock要比std::lock_guard更灵活,但是更灵活的代价是占用空间相对更大一点且相对更慢一点。

 通过实现一个线程安全的队列来说明两者之间的差别。

template <typename T>
class ThreadSafeQueue{
public:
         void Insert(T value);
         void Popup(T &value);
         bool Empety();
 
private:
       mutable std::mutex mut_;
       std::queue<T> que_;
       std::condition_variable cond_;
};
template <typename T>
void ThreadSafeQueue::Insert(T value){
    std::lock_guard<std::mutex> lk(mut_);
    que_.push_back(value);
    cond_.notify_one();
}
 
 
template <typename T>
void ThreadSafeQueue::Popup(T &value){
    std::unique_lock<std::mutex> lk(mut_);
//lambda表达式,是一种匿名函数。方括号内表示捕获变量。
//当lambda表达式返回true时(即queue不为空),wait函数会锁定mutex。
//当lambda表达式返回false时,wait函数会解锁mutex同时会将当前线程置于阻塞或等待状态。 cond_.wait(lk, [
this]{return !que_.empety();}); value = que_.front(); que_.pop(); } template <typename T> bool ThreadSafeQueue::Empty() const{ std::lock_guard<std::mutex> lk(mut_); return que_.empty(); }

上面代码只实现了关键的几个函数,并使用了C++11新引入的condition_variable条件变量。从Popup与Inert两个函数看std::unique_lock相对std::lock_guard更灵活的地方在于在等待中的线程如果在等待期间需要解锁mutex,并在之后重新将其锁定。而std::lock_guard却不具备这样的功能。

 

  • 如果只是为了保证数据同步,那么lock_guard完全够用;
  • 如果除了同步,还需要使用condition进行阻塞时,那么就需要用unique_lock
    • std::unique_lock相对std::lock_guard更灵活的地方在于在等待中的线程如果在等待期间需要解锁mutex,并在之后重新将其锁定。而std::lock_guard却不具备这样的功能。
  • boost还要一个boost::mutex::scoped_lock,这个是boost::unique_lock<boost::mutex>的typedef,在C++11中已经禁用。

转载于:https://www.cnblogs.com/zhanghu52030/p/9166979.html

<think>嗯,用户问的是关于boost::condition的notify_all无法唤醒线程的问题。我需要先回忆一下boost::condition_variable的使用方法,以及常见的可能导致通知失效的原因。首先,条件变量通常需要互斥锁以及一个条件一起使用。用户可能没有正确地在等待前锁定互斥锁,或者在等待时没有检查条件,导致虚假唤醒或者无法唤醒的情况。 接下来,可能的常见错误包括:没有在调用wait时使用正确的互斥锁,或者在等待之前没有正确地获取锁。另外,条件变量可能存在虚假唤醒,所以等待时应该使用循环来检查条件是否真正满足。用户可能在代码中没有循环检查,导致即使被唤醒,条件仍未满足,线程继续等待。 另一个可能性是通知的时机不对。比如,在调用notify_all的时候,线程还没有进入等待状态,导致通知被遗漏。这时候可能需要确保在发送通知之前,其他线程已经在等待了,但这在实际编程中很难控制,通常需要条件变量条件检查来避免这种情况。 还有可能是多个线程操作条件变量时没有正确同步,导致竞态条件。比如,在修改条件变量相关的共享数据时没有加锁,或者在通知的时候没有加锁,这可能导致数据不一致,使得条件检查失败。 此外,用户可能错误地使用了不同的互斥锁,或者互斥锁在等待过程中被意外释放,导致未定义行为。例如,在调用wait的时候,可能会自动释放锁,唤醒后又重新获取,但如果手动管理不当,可能会导致问题。 还有可能是一些低级错误,比如误用了notify_one而不是notify_all,但用户提到的是notify_all,所以可能不是这个问题。或者,线程因为其他原因无法继续执行,比如死锁或者资源问题,而不仅仅是没被唤醒。 总结一下,可能的原因包括:没有正确使用循环等待条件,没有在等待前获取锁,条件变量的条件未正确设置,通知的时机不对,竞态条件,或者互斥锁使用错误。需要检查用户的代码是否遵循了条件变量的标准用法,比如在修改条件前加锁,使用while循环检查条件,确保notify在持有锁的时候调用(虽然不是必须的,但通常更安全)等。 另外,可能需要提醒用户检查是否有异常或提前退出的情况导致线程无法被唤醒,或者线程本身已经结束。还有可能是Boost库的版本问题或者平台相关的特定行为,但这种情况比较少见,应优先考虑代码逻辑问题。 最后,建议用户提供代码片段以便更具体地诊断问题,或者按照常见的排查步骤逐步检查,比如确保锁条件变量的正确使用,检查条件的修改通知是否在同一个锁的保护下,以及是否处理了所有可能的唤醒情况。`</think>boost::condition_variable::notify_all()` 用于唤醒所有等待该条件变量的线程,但如果发现无法唤醒线程,通常与以下原因相关。以下是常见问题及排查步骤: --- ### **1. 未正确使用互斥锁 (Mutex)** 条件变量必须与互斥锁 (`boost::mutex`) 共享条件结合使用。以下为典型错误: - **未在 `wait()` 前锁定互斥锁**:调用 `condition_variable::wait()` 前必须锁定关联的互斥锁。 - **未正确释放锁**:`wait()` 会自动释放锁,唤醒时会重新获取锁。手动管理锁可能导致死锁。 #### 正确用法示例: ```cpp boost::mutex mutex; boost::condition_variable cond; bool data_ready = false; // 等待线程 void consumer() { boost::unique_lock<boost::mutex> lock(mutex); while (!data_ready) { // 必须使用循环处理虚假唤醒 cond.wait(lock); } // 处理数据 } // 通知线程 void producer() { { boost::lock_guard<boost::mutex> lock(mutex); data_ready = true; } cond.notify_all(); // 正确:在锁作用域外通知(非必须,但可减少竞争) } ``` --- ### **2. 未正确处理虚假唤醒 (Spurious Wakeup)** 条件变量的 `wait()` 可能因系统原因虚假唤醒,需通过循环检查条件: ```cpp // 错误:直接用 if,可能错过条件变化 if (!data_ready) cond.wait(lock); // 正确:用 while 循环 while (!data_ready) cond.wait(lock); ``` --- ### **3. 条件变量的生命周期问题** - **条件变量被提前销毁**:如果线程仍在等待时,条件变量已被销毁,行为未定义。 - **共享条件状态不同步**:修改条件(如 `data_ready`)时未加锁,导致线程错过状态变化。 --- ### **4. 通知时机不当** - **通知早于等待**:若 `notify_all()` 在目标线程调用 `wait()` 前触发,通知会被丢失。需通过条件状态确保通知不会丢失: ```cpp // 生产者线程 { boost::lock_guard<boost::mutex> lock(mutex); data_ready = true; // 修改条件前加锁 } cond.notify_all(); // 即使消费者未进入等待,条件状态已保存 ``` --- ### **5. 线程未正确进入等待状态** - 确认目标线程确实调用了 `wait()`,而非因逻辑错误提前退出。 - 检查是否有其他代码路径导致线程未进入等待。 --- ### **6. 死锁或其他同步问题** - 若线程在等待条件变量时持有其他锁,可能导致死锁。 - 确保所有共享数据的访问均受互斥锁保护。 --- ### **调试建议** 1. **日志追踪**:在关键位置(加锁、解锁、等待、通知)添加日志,观察执行顺序。 2. **简化代码**:复现问题时,尝试最小化代码片段,排除无关逻辑。 3. **静态检查**:使用工具(如 Valgrind、ThreadSanitizer)检测竞态条件或死锁。 --- ### **示例代码修正** 结合上述要点的完整示例: ```cpp #include <boost/thread.hpp> boost::mutex mutex; boost::condition_variable cond; bool data_ready = false; void consumer() { boost::unique_lock<boost::mutex> lock(mutex); while (!data_ready) { cond.wait(lock); // 循环防止虚假唤醒 } // 处理数据 } void producer() { { boost::lock_guard<boost::mutex> lock(mutex); data_ready = true; } cond.notify_all(); // 唤醒所有等待线程 } int main() { boost::thread t1(consumer); boost::thread t2(consumer); boost::thread t3(producer); t1.join(); t2.join(); t3.join(); return 0; } ``` 若问题依旧存在,请提供代码片段以进一步分析。
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