當前位置：首頁 > 科技 > 軟件

C++多線程中的互斥鎖

來源：責編：時間：2024-06-24 09:11:39 216觀看

導讀在多線程編程中，互斥鎖（mutex）是確保線程安全、避免數據競爭的重要工具。C++標準庫提供了多種互斥鎖，每種都有其特定的應用場景和特點。主要有以下幾種互斥鎖（Mutex）：std::mutex：最基本的互斥鎖，用于保護臨界區，確保同一時間只

在多線程編程中，互斥鎖（mutex）是確保線程安全、避免數據競爭的重要工具。C++標準庫提供了多種互斥鎖，每種都有其特定的應用場景和特點。

主要有以下幾種互斥鎖（Mutex）：

std::mutex：最基本的互斥鎖，用于保護臨界區，確保同一時間只有一個線程可以訪問被保護的資源。
std::timed_mutex：支持超時機制的互斥鎖，可以嘗試在給定時間內鎖定互斥鎖。如果在指定時間內沒有成功獲取鎖，則返回失敗。
std::recursive_mutex：遞歸互斥鎖，同一線程可以多次獲取鎖而不會發生死鎖，通常用于遞歸函數中。
std::recursive_timed_mutex：支持超時機制的遞歸互斥鎖，結合了遞歸鎖和超時鎖的特性。
std::shared_mutex（C++17 引入）：允許多個線程同時讀取，但只有一個線程可以寫入。適用于讀多寫少的場景。
std::shared_timed_mutex（C++17 引入）：支持超時機制的共享互斥鎖，可以在給定時間內嘗試獲取讀鎖或寫鎖。

這些是C++標準庫中提供的幾種主要的互斥鎖類型。每種鎖都有其特定的應用場景和使用方法，選擇合適的互斥鎖類型對于實現高效、安全的多線程程序非常重要。

一、基本互斥鎖（std::mutex）

std::mutex是最基本的互斥鎖，主要用于保護臨界區，確保同一時間只有一個線程可以訪問共享資源。

特點：

簡單易用，適用于大多數場景。
不能遞歸鎖定，同一線程多次嘗試鎖定會導致死鎖。

示例代碼：

#include <iostream>#include <thread>#include <mutex>std::mutex mtx;void print_thread_id(int id) {    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 自動管理鎖的獲取和釋放    std::cout << "Thread ID: " << id << std::endl;}int main() {    std::thread t1(print_thread_id, 1);    std::thread t2(print_thread_id, 2);    t1.join();    t2.join();    return 0;}

二、帶超時機制的互斥鎖（std::timed_mutex）

std::timed_mutex在std::mutex的基礎上增加了超時功能，允許線程在指定時間內嘗試獲取鎖，如果在超時時間內未成功獲取鎖，則返回失敗。

特點：

適用于需要設置鎖獲取超時時間的場景。
提供try_lock_for和try_lock_until兩種超時嘗試獲取鎖的方法。

示例代碼：

#include <iostream>#include <thread>#include <mutex>#include <chrono>std::timed_mutex tmtx;void try_to_lock(int id) {    if(tmtx.try_lock_for(std::chrono::milliseconds(100))) {        std::cout << "Thread " << id << " locked the mutex" << std::endl;        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(200));        tmtx.unlock();    } else {        std::cout << "Thread " << id << " could not lock the mutex" << std::endl;    }}int main() {    std::thread t1(try_to_lock, 1);    std::thread t2(try_to_lock, 2);    t1.join();    t2.join();    return 0;}

三、遞歸互斥鎖（std::recursive_mutex）

std::recursive_mutex允許同一線程多次獲取鎖而不會發生死鎖，這對于遞歸函數或需要多次鎖定的場景非常有用。

特點：

適用于遞歸調用和需要多次鎖定的場景。
需要注意避免濫用，因為遞歸鎖的使用會增加鎖定次數的復雜性。

示例代碼：

#include <iostream>#include <thread>#include <mutex>std::recursive_mutex rmtx;void recursive_function(int depth) {    rmtx.lock();    std::cout << "Depth: " << depth << std::endl;    if (depth > 0) {        recursive_function(depth - 1);    }    rmtx.unlock();}int main() {    std::thread t(recursive_function, 5);    t.join();    return 0;}

四、帶超時機制的遞歸互斥鎖（std::recursive_timed_mutex）

std::recursive_timed_mutex結合了std::recursive_mutex和std::timed_mutex的特性，支持遞歸鎖定和超時機制。

特點：

適用于遞歸調用和需要超時機制的場景。
提供超時嘗試獲取遞歸鎖的方法。

示例代碼：

#include <iostream>#include <thread>#include <mutex>#include <chrono>std::recursive_timed_mutex rtmmtx;void try_recursive_lock(int id, int depth) {    if (rtmmtx.try_lock_for(std::chrono::milliseconds(100))) {        std::cout << "Thread " << id << " locked at depth " << depth << std::endl;        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(50));        if (depth > 0) {            try_recursive_lock(id, depth - 1);        }        rtmmtx.unlock();    } else {        std::cout << "Thread " << id << " could not lock at depth " << depth << std::endl;    }}int main() {    std::thread t1(try_recursive_lock, 1, 3);    std::thread t2(try_recursive_lock, 2, 3);    t1.join();    t2.join();    return 0;}

五、共享互斥鎖（std::shared_mutex）

std::shared_mutex允許多個線程同時讀取，但只有一個線程可以寫入。這在讀多寫少的場景下非常有用。

特點：

適用于讀多寫少的場景。
讀操作和寫操作使用不同的鎖定機制。

示例代碼：

#include <iostream>#include <thread>#include <shared_mutex>std::shared_mutex shmtx;void read_shared(int id) {    std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(shmtx); // 共享鎖    std::cout << "Thread " << id << " is reading" << std::endl;    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));}void write_shared(int id) {    std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(shmtx); // 獨占鎖    std::cout << "Thread " << id << " is writing" << std::endl;    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));}int main() {    std::thread readers[5], writer(write_shared, 1);    for (int i = 0; i < 5; ++i) {        readers[i] = std::thread(read_shared, i + 2);    }    writer.join();    for (auto& reader : readers) {        reader.join();    }    return 0;}

六、帶超時機制的共享互斥鎖（std::shared_timed_mutex）

std::shared_timed_mutex結合了std::shared_mutex和std::timed_mutex的特性，支持超時機制。

特點：

適用于讀多寫少且需要超時機制的場景。
提供超時嘗試獲取共享鎖的方法。

示例代碼：

#include <iostream>#include <thread>#include <shared_mutex>#include <chrono>std::shared_timed_mutex shtmmtx;void try_read_shared(int id) {    if (shtmmtx.try_lock_shared_for(std::chrono::milliseconds(100))) {        std::cout << "Thread " << id << " is reading" << std::endl;        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(50));        shtmmtx.unlock_shared();    } else {        std::cout << "Thread " << id << " could not read" << std::endl;    }}void try_write_shared(int id) {    if (shtmmtx.try_lock_for(std::chrono::milliseconds(100))) {        std::cout << "Thread " << id << " is writing" << std::endl;        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(50));        shtmmtx.unlock();    } else {        std::cout << "Thread " << id << " could not write" << std::endl;    }}int main() {    std::thread readers[5], writer(try_write_shared, 1);    for (int i = 0; i < 5; ++i) {        readers[i] = std::thread(try_read_shared, i + 2);    }    writer.join();    for (auto& reader : readers) {        reader.join();    }    return 0;}

總結

C++標準庫提供了多種類型的互斥鎖，每種鎖都有其特定的用途和特點。選擇合適的互斥鎖類型可以有效提高程序的并發性能和安全性。

本文鏈接：http://m.www897cc.com/showinfo-26-95917-0.htmlC++多線程中的互斥鎖

聲明：本網頁內容旨在傳播知識，若有侵權等問題請及時與本網聯系，我們將在第一時間刪除處理。郵件：2376512515@qq.com

上一篇： Go 1.23：擁抱iter包，簡化你的迭代邏輯

下一篇： C++ vs Rust vs Go 性能比較

標簽：

熱門焦點

8月總票房已突破10億！《封神》第一：口碑已經成了

8月5日消息，據燈塔專業版數據，截至8月5日9時35分，8月總票房（含預售）已突破10億。其中，《封神》以大比分的優勢領先。根據官方消息，目前該片總票房已經超過14.
K6：面向開發人員的現代負載測試工具

K6 是一個開源負載測試工具，可以輕松編寫、運行和分析性能測試。它建立在 Go 和 JavaScript 之上，它被設計為功能強大、可擴展且易于使用。k6 可用于測試各種應用程序，包括 Web
一篇文章帶你了解 CSS 屬性選擇器

屬性選擇器對帶有指定屬性的 HTML 元素設置樣式。可以為擁有指定屬性的 HTML 元素設置樣式，而不僅限于 class 和 id 屬性。一、了解屬性選擇器CSS屬性選擇器提供了一種簡單而
慕巖炮轟抖音，百合網今何在？

來源：價值研究所作者：Hernanderz“難道就因為自己的一個產品牛逼了，從客服到總裁，都不愿意正視自己產品和運營上的問題，選擇逃避了嗎？”這一番話，出自百合網聯合創
消費結構調整丨巨頭低價博弈，拼多多還卷得動嗎？

來源：征探財經作者：陳香羽隨著流量紅利的退潮，電商的存量博弈越來越明顯。曾經主攻中高端與品質的淘寶天貓、京東重拾“低價”口號。而過去與他們錯位競爭的拼多多，靠
馮提莫簽約抖音公會前“斗魚一姐”消失在直播間

來源：直播觀察提起“馮提莫”這個名字，很多網友或許聽過，但應該不記得她是哪位主播了。其實，作為曾經的“斗魚一姐”，馮提莫在游戲直播的年代影響力不輸于現
iQOO 11S新品發布會

iQOO將在7月4日19:00舉行新品發布會，推出杭州亞運會電競賽事官方用機iQOO 11S。
質感不錯！OPPO K11渲染圖曝光：旗艦IMX890傳感器首次下放

一直以來，OPPO K系列機型都保持著較為均衡的產品體驗，歷來都是2K價位的明星機型，去年推出的OPPO K10和OPPO K10 Pro兩款機型憑借各自的出色配置，堪稱有
北京：科技教育體驗基地開始登記

　　北京“科技館之城”科技教育體驗基地登記和認證工作日前啟動。首批北京科技教育體驗基地擬于2023年全國科普日期間掛牌，后續還將開展常態化登記?！　”本┛萍冀逃w驗基

日韩成人免费在线_国产成人一二_精品国产免费人成电影在线观..._日本一区二区三区久久久久久久久不

C++多線程中的互斥鎖

一、基本互斥鎖（std::mutex）

二、帶超時機制的互斥鎖（std::timed_mutex）

三、遞歸互斥鎖（std::recursive_mutex）

四、帶超時機制的遞歸互斥鎖（std::recursive_timed_mutex）

五、共享互斥鎖（std::shared_mutex）

六、帶超時機制的共享互斥鎖（std::shared_timed_mutex）

總結

8月總票房已突破10億！《封神》第一：口碑已經成了

K6：面向開發人員的現代負載測試工具

一篇文章帶你了解 CSS 屬性選擇器

慕巖炮轟抖音，百合網今何在？

消費結構調整丨巨頭低價博弈，拼多多還卷得動嗎？

馮提莫簽約抖音公會前“斗魚一姐”消失在直播間

iQOO 11S新品發布會

質感不錯！OPPO K11渲染圖曝光：旗艦IMX890傳感器首次下放

北京：科技教育體驗基地開始登記

最新推薦

猜你喜歡

熱門推薦

相關資訊

C++多線程中的互斥鎖

一、基本互斥鎖（std::mutex）

二、帶超時機制的互斥鎖（std::timed_mutex）

三、遞歸互斥鎖（std::recursive_mutex）

四、帶超時機制的遞歸互斥鎖（std::recursive_timed_mutex）

五、共享互斥鎖（std::shared_mutex）

六、帶超時機制的共享互斥鎖（std::shared_timed_mutex）

總結

最新推薦

猜你喜歡

熱門推薦

相關資訊

二、帶超時機制的互斥鎖（std::timed_mutex）

五、共享互斥鎖（std::shared_mutex）