C++11如何使用std::unique_lock实现可控锁-C++-PHP中文网

C++11如何使用std::unique_lock实现可控锁

P粉602998670

发布： 2025-09-18 16:40:01

原创

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std::unique_lock 提供比 std::lock_guard 更灵活的锁控制，支持延迟加锁（std::defer_lock）、手动加解锁、配合条件变量 wait 使用及通过移动语义传递锁所有权，适用于需精细控制互斥量的场景。

c++11如何使用std::unique_lock实现可控锁

在C++11中，std::unique_lock 是一个比 std::lock_guard 更灵活的锁管理工具，它允许你更精细地控制互斥量（mutex）的加锁和解锁时机。使用 std::unique_lock 可以实现“可控锁”，即根据条件决定是否加锁、延迟加锁、手动释放锁等。

延迟加锁与手动控制加锁状态

std::unique_lock 支持构造时不立即加锁，通过指定参数 std::defer_lock 实现延迟加锁：

构造时传入 std::defer_lock，不会对 mutex 加锁
之后可调用 lock() 手动加锁
也可调用 unlock() 提前释放锁

示例代码：

#include <mutex>
#include <iostream>

std::mutex mtx;

void controlled_lock_example() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx, std::defer_lock); // 不加锁

    // 做一些不需要锁的操作
    std::cout << "Doing work before locking...\n";

    // 根据条件决定是否加锁
    bool need_lock = true;
    if (need_lock) {
        lock.lock(); // 手动加锁
        std::cout << "Locked and accessing shared resource.\n";
        // 访问临界区
    }

    // 可以手动提前释放锁
    if (lock.owns_lock()) {
        lock.unlock();
        std::cout << "Lock released early.\n";
    }

    // 此后可重新加锁，或让其在析构时自动处理
}

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配合条件变量使用

std::unique_lock 常用于配合 std::condition_variable，因为条件变量的 wait() 方法要求传入一个 unique_lock：

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std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;

void waits_for_data() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    cv.wait(lock, []{ return ready; }); // wait 会自动释放锁，并在唤醒后重新获取
    std::cout << "Data is ready, continuing...\n";
}

void sets_data_ready() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    ready = true;
    cv.notify_one();
}

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这里 wait() 内部会临时释放锁，避免阻塞其他线程，唤醒后再重新获取锁，这只有 unique_lock 能做到。

支持移动语义传递锁所有权

std::unique_lock 可以转移锁的所有权，适用于需要在函数间传递锁的场景：

std::unique_lock<std::mutex> acquire_lock_if_needed(std::mutex& mtx, bool should_lock) {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx, std::defer_lock);
    if (should_lock) {
        lock.lock();
    }
    return lock; // 移动返回，转移锁的所有权
}

// 使用示例
std::mutex mtx;
auto lock = acquire_lock_if_needed(mtx, true);
if (lock.owns_lock()) {
    std::cout << "We own the lock.\n";
}

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这种机制让你可以在不同作用域之间安全地传递锁的持有状态。

基本上就这些。相比 std::lock_guard，std::unique_lock 提供了更多控制能力：延迟加锁、手动解锁、配合条件变量、转移所有权。只要你不追求极致性能（它比 lock_guard 稍慢一点），在需要“可控锁”的场景下，它是首选。

以上就是C++11如何使用std::unique_lock实现可控锁的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！