C++ 如何使用互斥锁 (mutex) 保护共享数据_C++ std::mutex 线程同步示例-C++-PHP中文网

C++ 如何使用互斥锁 (mutex) 保护共享数据_C++ std::mutex 线程同步示例

裘德小鎮的故事

发布： 2025-11-06 16:17:02

原创

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使用std::mutex和std::lock_guard可有效防止多线程数据竞争。通过包含<mutex>头文件并声明互斥锁，结合RAII机制的std::lock_guard管理加解锁，确保共享数据访问安全。示例中两个线程各执行10万次自增，最终结果正确为200000，验证了互斥锁的线程安全性。

c++ 如何使用互斥锁 (mutex) 保护共享数据_c++ std::mutex 线程同步示例

在多线程程序中，多个线程同时访问共享数据可能导致数据竞争和未定义行为。C++ 提供了 std::mutex 来实现线程同步，确保同一时间只有一个线程能访问临界区。正确使用互斥锁是编写安全并发程序的基础。

包含头文件并声明互斥锁

使用互斥锁前，需要包含 mutex 头文件，并声明一个 std::mutex 对象。通常将互斥锁与要保护的数据放在同一个作用域内，例如作为类的成员变量或全局变量。

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

int shared_data = 0;
std::mutex mtx; // 互斥锁，用于保护 shared_data

在关键代码段加锁和解锁

当线程需要访问共享数据时，必须先调用 lock() 获取锁，操作完成后调用 unlock() 释放锁。但直接调用这两个函数容易出错，比如忘记解锁或在异常发生时跳过解锁。推荐使用 std::lock_guard 实现 RAII（资源获取即初始化）管理。

void increment() {
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
        std::lock_guard<std::mutex> guard(mtx);
        ++shared_data;
    }
}

std::lock_guard 在构造时自动加锁，析构时自动解锁，即使中间抛出异常也能保证锁被释放，避免死锁。

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创建多线程验证线程安全

启动多个线程执行 increment() 函数，观察最终结果是否正确。如果没有互斥锁，结果通常小于预期值；加上锁后，结果应为各线程累加的总和。

int main() {
    std::thread t1(increment);
    std::thread t2(increment);

    t1.join();
    t2.join();

    std::cout << "Final value: " << shared_data << std::endl;
    return 0;
}

输出结果应为 200000，说明互斥锁有效防止了数据竞争。

基本上就这些。只要在访问共享数据时始终通过同一个互斥锁进行同步，就能保证线程安全。不复杂但容易忽略细节，比如忘记加锁或锁的粒度太大影响性能。合理使用 std::lock_guard 和 std::mutex 是 C++ 多线程编程的基本功。

以上就是C++ 如何使用互斥锁 (mutex) 保护共享数据_C++ std::mutex 线程同步示例的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！

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