c++中mutex互斥锁怎么使用_C++ std::mutex互斥锁同步教程-C++-PHP中文网

c++中mutex互斥锁怎么使用_C++ std::mutex互斥锁同步教程

穿越時空

发布： 2025-10-17 23:06:02

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std::mutex用于保护共享数据，防止数据竞争。需包含<mutex>头文件并定义互斥量，通过lock()/unlock()手动加解锁，但推荐使用std::lock_guard实现RAII自动管理，确保异常安全；在类中可为成员函数加锁保护共享成员变量，合理控制锁粒度以平衡性能与安全性。

c++中mutex互斥锁怎么使用_c++ std::mutex互斥锁同步教程

在C++多线程编程中，std::mutex 是用于保护共享数据、防止多个线程同时访问的关键工具。如果不加控制地让多个线程同时修改同一块数据，会导致数据竞争（data race），从而引发未定义行为。使用互斥锁可以确保同一时间只有一个线程能进入临界区。

1. 包含头文件并声明互斥量

要使用 std::mutex，需要包含 red"><mutex> 头文件。然后可以在全局、类成员或局部作用域中定义一个互斥量。

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

示例：

std::mutex mtx; // 全局互斥量
int shared_data = 0;

2. 使用 lock() 和 unlock() 手动加锁解锁

最基础的用法是在线程函数中调用 lock() 进入临界区，操作完成后调用 unlock() 释放锁。

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void unsafe_increment() {
    mtx.lock();
    shared_data++;
    std::cout << "Thread " << std::this_thread::get_id()
        << " incremented value to " << shared_data << "\n";
    mtx.unlock();
}

创建多个线程调用该函数：

int main() {
    std::thread t1(unsafe_increment);
    std::thread t2(unsafe_increment);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

这样可以避免两个线程同时修改 shared_data 导致的数据错乱。

3. 推荐方式：使用 std::lock\_guard 自动管理锁

手动调用 lock() 和 unlock() 容易出错，比如忘记解锁或异常导致提前退出。C++ 提供了 RAII 风格的 std::lock_guard，它在构造时自动加锁，析构时自动解锁。

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改写上面的例子：

void safe_increment() {
    std::lock_guard<std::mutex> guard(mtx); // 自动加锁
    shared_data++;
    std::cout << "Thread " << std::this_thread::get_id()
        << " incremented value to " << shared_data << "\n";
} // guard 离开作用域，自动解锁

这种方式更安全，即使函数中抛出异常，也能保证锁被正确释放。

4. 在类中使用互斥量保护成员数据

当多个线程访问同一个对象的成员变量时，也需要加锁保护。

class Counter {
private:
    int value;
    std::mutex mtx;
public:
    Counter() : value(0) {}

    void increment() {
        std::lock_guard<std::mutex> guard(mtx);
        value++;
    }

    int get() const {
        std::lock_guard<std::mutex> guard(mtx);
        return value;
    }
};

每个成员函数都通过 lock_guard 保护对 value 的访问，确保线程安全。

基本上就这些。合理使用 std::mutex 和 std::lock_guard 能有效避免数据竞争，提升程序稳定性。注意不要过度加锁影响性能，也不要把锁粒度放得太粗或太细。关键是识别哪些资源是共享且可变的，然后加以保护。

以上就是c++++中mutex互斥锁怎么使用_C++ std::mutex互斥锁同步教程的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！