C++ scoped_lock，unique_lock，lock_guard

最新推荐文章于 2025-06-04 10:04:44 发布

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原文链接：http://www.cnblogs.com/thomas76/p/8608518.html

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#c/c++

本文详细介绍了C++中互斥量(mutex)的使用方法，包括std::lock_guard和std::unique_lock的基本应用及高级特性，如超时锁、采用不同锁策略等，并展示了如何利用这些机制确保多线程环境下的资源安全访问。

考虑互斥量的使用，最基本的代码是：

 1 #include <iostream>
 2 #include <thread>
 3 #include <mutex>  
 4 
 5 std::mutex g_my_mutex;
 6 
 7 std::lock_guard<std::mutex> make_lock() {
 8     return std::lock_guard<std::mutex>(g_my_mutex);
 9 }
10 
11 void workOnResource1() {
12 
13     for (int i = 0; i < 10000; ++i)
14     {
15         std::lock_guard<std::mutex> lk(g_my_mutex);
16         --gi;
17     }
18 }
19 
20 void workOnResource2() {
21 
22     for (int i = 0; i < 10000; ++i)
23     {
24         auto lk = make_lock();
25         ++gi;
26     }
27 }
28 
29 int main() {
30 
31     std::thread t1(workOnResource1);
32     std::thread t2(workOnResource2);
33 
34     t1.join();
35     t2.join();
36     
37     std::cout << "gi=" <<gi;
38 }

这在很多例子里都常见。等等，为什么第8行编译不过去？那是因为您没有在C++17下编译。std::lock_guard是禁止拷贝和移动的。C++17 granteed copy ellision允许第8行编译通过。

比较一下，第24行和第15行，哪个更简洁一些呢？

std::lock_guard还可以这样用：

void workOnResource1() {

    for (int i = 0; i < 10000; ++i)
    {
        g_my_mutex.lock();
        std::lock_guard<std::mutex> lk(g_my_mutex, std::adopt_lock);
        --gi;
    }
}

意思就是，当lk对象构造时，不去调用mutex::lock()。因为之前自己所持有的锁已经lock了一次了（g_my_mutex.lock()）。adopt就是这个意思的表达，英文的含义是收养。

当lk析构时，对g_my_mutex调用mutex::unlock，这一点没有变化。

现在考虑unique_lock的用法：用于更复杂的互斥量操作上，例如：有超时时间的加锁。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>          // std::mutex, std::lock_guard 
#include <chrono>

using Ms = std::chrono::milliseconds;
using namespace std;

int gi = 0;

std::timed_mutex g_my_mutex;

std::lock_guard<std::timed_mutex> make_lock() {
    return std::lock_guard<std::timed_mutex>(g_my_mutex);  //绝不能分行写
}

void workOnResource1() {

    for (int i = 0; i < 10000; ++i)
    {
        auto lk = make_lock();
        ++gi;
    }
}

std::unique_lock<std::timed_mutex> make_lock2() {
    std::unique_lock<std::timed_mutex> lk(g_my_mutex, std::defer_lock);
    return lk;  //故意分行写
}

void workOnResource2() {

    for (int i = 0; i < 10000; ++i)
    {
        auto lk = make_lock2();
        while(lk.try_lock_for(Ms(100))==false){
            std::cout << "lock fail. reason timeout. now retry...";
        }
        --gi;
    }
}

int main() {

    std::thread t1(workOnResource1);
    std::thread t2(workOnResource2);

    t1.join();
    t2.join();
    
    std::cout << "gi=" <<gi;
}

unique_lock支持move语义，这样它就能飞出{}之外了。像极了std::unique_ptr。同样的，它也是RAII的，当析构时，调用mutex::unlock().

std::defer_lock是个全局变量，类型是std::defer_lock_t。显然，它用于函数的重载解析时，选不同的函数执行的。defer_lock的意思是，暂时不对g_my_mutex调用任何加锁动作。

为了证明，unique_lock是可以move的，可以这样：

std::unique_lock<std::timed_mutex> lk(g_my_mutex, std::defer_lock);
std::unique_lock<std::timed_mutex> lk2(std::move(lk));
lk2.lock();

scoped_lock是C++17新引进的，在处理多个互斥量时，特别简单：

参考：http://en.cppreference.com/w/cpp/thread/scoped_lock

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