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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

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发布时间:2025-10-17 08:53:02

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来源于php中文网

原创

使用std::mutex和std::lock_guard可确保线程安全:1. 包含并声明互斥锁;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"> 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
#include
#include

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。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

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<: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<:thread> threads;

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

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

    std::cout     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。

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