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c++中如何使用std::mutex来保护共享资源_c++互斥锁mutex实现线程安全方法

穿越時空

发布： 2025-10-17 08:53:02

原创

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使用std::mutex和std::lock_guard可确保线程安全：1. 包含<mutex>并声明互斥锁；2. 用std::lock_guard自动加锁解锁，防止异常导致的死锁；3. 多线程并发调用保护函数时，共享资源访问有序，最终结果正确。

c++中如何使用std::mutex来保护共享资源_c++互斥锁mutex实现线程安全方法

在C++多线程编程中，多个线程同时访问共享资源可能导致数据竞争和未定义行为。使用 std::mutex 是实现线程安全的常用方法。它能确保同一时间只有一个线程可以进入临界区，从而保护共享资源。

1. 包含头文件并声明互斥锁

要使用互斥锁，需包含 red"><mutex> 头文件，并声明一个 std::mutex 对象。通常将互斥锁与共享资源放在同一个作用域内，例如作为类的成员变量。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <vector>

示例：全局共享变量和对应的互斥锁：

int shared_value = 0;
std::mutex mtx; // 用于保护 shared_value

2. 使用 lock() 和 unlock() 手动加锁解锁

线程在访问共享资源前调用 lock()，操作完成后调用 unlock()。但直接调用容易出错（如忘记解锁），不推荐手动管理。

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void unsafe_increment() {
    mtx.lock();
    shared_value++;
    mtx.unlock();
}

如果中间抛出异常，unlock 可能不会执行，导致死锁。

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3. 推荐：使用 std::lock\_guard 自动管理锁

std::lock_guard 是RAII（资源获取即初始化）机制的体现，构造时加锁，析构时自动解锁，即使发生异常也能保证释放锁。

void safe_increment() {
    std::lock_guard<std::mutex> guard(mtx);
    shared_value++;
    // 离开作用域时自动解锁
}

多个线程调用 safe_increment 时，每次只有一个线程能修改 shared_value，实现线程安全。

4. 实际测试线程安全效果

创建多个线程并发调用安全函数，观察最终结果是否正确。

int main() {
    const int num_threads = 10;
    const int increments_per_thread = 1000;
    std::vector<std::thread> threads;

    for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {
        threads.emplace_back([&]() {
            for (int j = 0; j < increments_per_thread; ++j) {
                safe_increment();
            }
        });
    }

    for (auto& t : threads) {
        t.join();
    }

    std::cout << "Final value: " << shared_value << std::endl; // 应为 10000
    return 0;
}

输出结果应为 10000，说明互斥锁有效防止了数据竞争。

基本上就这些。使用 std::mutex 配合 std::lock_guard 是C++中最基础也最可靠的线程同步方式，适用于大多数共享资源保护场景。

以上就是c++++中如何使用std::mutex来保护共享资源_c++互斥锁mutex实现线程安全方法的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！