1007.C++并发编程-mutex类
C/C++ 2023年4月13日
1. mutex 类是能用于保护共享数据免受从多个线程同时访问的同步原语:
#include <iostream>
#include <map>
#include <string>
#include <chrono>
#include <thread>
#include <mutex>
std::map<std::string, std::string> g_pages;
std::mutex g_pages_mutex;
void save_page(const std::string &url)
{
// 模拟长页面读取
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
std::string result = "fake content";
std::lock_guard<std::mutex> guard(g_pages_mutex);
g_pages[url] = result;
}
int main()
{
std::thread t1(save_page, "http://foo");
std::thread t2(save_page, "http://bar");
t1.join();
t2.join();
// 现在访问g_pages是安全的,因为线程t1/t2生命周期已结束
for (const auto &pair : g_pages) {
std::cout << pair.first << " => " << pair.second << '\n';
}
}
2. lock() 锁定互斥。若另一线程已锁定互斥,则到 lock 的调用将阻塞执行,直至获得锁。unlock() 解锁互斥。互斥必须为当前执行线程所锁定,否则行为未定义:
#include <iostream>
#include <chrono>
#include <thread>
#include <mutex>
int g_num = 0; // 为 g_num_mutex 所保护
std::mutex g_num_mutex;
void slow_increment(int id)
{
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
g_num_mutex.lock();
++g_num;
std::cout << id << " => " << g_num << '\n';
g_num_mutex.unlock();
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
}
}
int main()
{
std::thread t1(slow_increment, 0);
std::thread t2(slow_increment, 1);
t1.join();
t2.join();
}
3. try_lock() 尝试锁定互斥。立即返回。成功获得锁时返回 true ,否则返回 false:
#include <chrono>
#include <mutex>
#include <thread>
#include <iostream> // std::cout
std::chrono::milliseconds interval(100);
std::mutex mutex;
int job_shared = 0; // 两个线程都能修改 'job_shared',
// mutex 将保护此变量
int job_exclusive = 0; // 只有一个线程能修改 'job_exclusive'
// 不需要保护
// 此线程能修改 'job_shared' 和 'job_exclusive'
void job_1()
{
std::this_thread::sleep_for(interval); // 令 'job_2' 持锁
while (true) {
// 尝试锁定 mutex 以修改 'job_shared'
if (mutex.try_lock()) {
std::cout << "job shared (" << job_shared << ")\n";
mutex.unlock();
return;
} else {
// 不能获取锁以修改 'job_shared'
// 但有其他工作可做
++job_exclusive;
std::cout << "job exclusive (" << job_exclusive << ")\n";
std::this_thread::sleep_for(interval);
}
}
}
// 此线程只能修改 'job_shared'
void job_2()
{
mutex.lock();
std::this_thread::sleep_for(5 * interval);
++job_shared;
mutex.unlock();
}
int main()
{
std::thread thread_1(job_1);
std::thread thread_2(job_2);
thread_1.join();
thread_2.join();
}