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c++中mutex(互斥鎖)怎么使用_c++多線程互斥鎖用法詳解

尼克

發(fā)布： 2025-10-16 18:13:02

原創(chuàng)

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正確使用std::mutex和std::lock_guard是C++多線程同步的基礎，通過RAII機制避免死鎖，確保共享數(shù)據(jù)安全。

c++中mutex(互斥鎖)怎么使用_c++多線程互斥鎖用法詳解

在C++多線程編程中，std::mutex 是最常用的同步機制之一，用于保護共享數(shù)據(jù)，防止多個線程同時訪問造成數(shù)據(jù)競爭。正確使用互斥鎖是編寫安全多線程程序的基礎。

1. 包含頭文件并聲明互斥鎖

使用互斥鎖前，需要包含 <mutex> 頭文件，并定義一個 std::mutex 對象：

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

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

登錄后復制

這個互斥鎖可以是全局變量、類成員變量，或局部靜態(tài)變量，取決于共享數(shù)據(jù)的范圍。

2. 使用 lock() 和 unlock() 手動加鎖解鎖

最基本的用法是在線程函數(shù)中調用 lock() 加鎖，操作完共享資源后調用 unlock() 解鎖：

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void unsafe_increment() {
    mtx.lock();           // 加鎖
    ++shared_data;        // 操作共享數(shù)據(jù)
    std::cout << "Value: " << shared_data << "\n";
    mtx.unlock();         // 解鎖
}

登錄后復制

這種方式容易出錯，比如忘記 unlock() 或者在 unlock 前發(fā)生異常，會導致死鎖。因此不推薦直接使用。

3. 推薦方式：使用 std::lock_guard 自動管理鎖

std::lock_guard 是RAII（資源獲取即初始化）風格的鎖管理類，構造時自動加鎖，析構時自動解鎖：

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void safe_increment() {
    std::lock_guard<std::mutex> guard(mtx);
    ++shared_data;
    std::cout << "Value: " << shared_data << "\n";
    // 離開作用域時自動釋放鎖
}

登錄后復制

代碼更安全，即使拋出異常也能保證解鎖
寫法簡潔，避免人為疏漏
是實際開發(fā)中最常見的用法

4. 更靈活的選擇：std::unique_lock

如果需要延遲加鎖、條件變量配合或手動控制解鎖時機，可以使用 std::unique_lock：

std::unique_lock<std::mutex> ulock(mtx, std::defer_lock);
// do something else...
ulock.lock();   // 手動加鎖
// 操作共享資源
ulock.unlock(); // 可提前釋放
// 其他操作...
// 析構時仍會檢查是否已解鎖

登錄后復制

支持延遲加鎖（std::defer_lock）
可轉移所有權
常與 std::condition_variable 配合使用

5. 實際多線程示例

下面是一個完整的例子，創(chuàng)建多個線程安全地遞增共享變量：

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

std::mutex mtx;
int counter = 0;

void worker(int id) {
    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
        std::lock_guard<std::mutex> guard(mtx);
        ++counter;
    }
}

int main() {
    std::vector<std::thread> threads;
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        threads.emplace_back(worker, i);
    }

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

    std::cout << "Final counter value: " << counter << "\n";
    return 0;
}

登錄后復制

輸出結果始終為 10000，說明互斥鎖有效防止了數(shù)據(jù)競爭。

基本上就這些。掌握 mutex 和 lock_guard 的組合使用，就能應對大多數(shù)多線程同步場景。關鍵是避免裸調用 lock/unlock，優(yōu)先使用 RAII 封裝，確保程序健壯性。

以上就是c++++中mutex(互斥鎖)怎么使用_c++多線程互斥鎖用法詳解的詳細內容，更多請關注php中文網(wǎng)其它相關文章！

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