c++中如何使用互斥锁_c++互斥锁使用方法

冰火之心

发布时间：2025-10-07 08:06:02

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C++中互斥锁用于保护共享数据，防止多线程竞争。std::mutex需配合std::lock_guard或std::unique_lock使用，前者自动加解锁，后者支持延迟和手动控制。还提供recursive_mutex、timed_mutex等类型适应递归和超时场景，建议使用RAII机制管理锁，减小锁粒度，避免死锁。

c++中如何使用互斥锁_c++互斥锁使用方法

在C++中，互斥锁（mutex）用于保护共享数据，防止多个线程同时访问造成数据竞争。标准库提供了多种互斥锁类型和配套的锁管理工具，使用起来既安全又方便。

1. 基本互斥锁：std::mutex

最常用的互斥锁是 std::mutex。它本身不提供自动加锁和解锁功能，需要配合 std::lock_guard 或 std::unique_lock 使用，以确保异常安全。

示例代码：

#include 
#include 
#include 

std::mutex mtx;

void print_block(int n, char c) {
    std::lock_guard lock(mtx); // 自动加锁
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        std::cout << c;
    }
    std::cout << '\n'; // 自动解锁（离开作用域）
}

int main() {
    std::thread t1(print_block, 10, '*');
    std::thread t2(print_block, 10, '-');
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

在这个例子中，std::lock_guard 在构造时加锁，析构时自动解锁，避免了忘记解锁或异常导致死锁的问题。

2. 灵活控制：std::unique_lock

如果需要更灵活的操作，比如延迟加锁、手动解锁或条件变量配合，可以使用 std::unique_lock。

特点：

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支持延迟加锁（传入 std::defer_lock）
可随时调用 lock() 和 unlock()
可用于条件变量（std::condition_variable）

示例：

std::mutex mtx;
std::unique_lock lock(mtx, std::defer_lock);
// 其他操作...
lock.lock(); // 手动加锁
// 访问共享资源
lock.unlock(); // 手动解锁

3. 其他类型的互斥锁

C++标准还提供了其他互斥锁类型，适用于不同场景：

std::recursive_mutex：允许同一线程多次加锁，适合递归调用
std::timed_mutex：支持超时加锁（try_lock_for, try_lock_until）
std::recursive_timed_mutex：递归 + 超时功能

带超时的示例：

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std::timed_mutex t_mtx;

if (t_mtx.try_lock_for(std::chrono::seconds(1))) {
    // 成功获取锁
    // 操作共享资源
    t_mtx.unlock();
} else {
    // 超时未获取到锁
    std::cout << "Lock timeout\n";
}

4. 注意事项与最佳实践

使用互斥锁时需注意以下几点：

尽量使用 RAII（如 lock_guard、unique_lock），避免手动调用 lock/unlock
锁的粒度要小，只保护真正需要同步的代码段
避免在持有锁时执行耗时操作（如I/O、网络请求）
防止死锁：多个锁时保持一致的加锁顺序

基本上就这些。掌握好 mutex 配合 lock_guard 或 unique_lock 的使用，就能有效保护多线程下的共享数据安全。

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