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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();
}

 

LIJG
余本顽劣,生于紫云下,长于汝水滨。早年求学,兴趣广泛,好高骛远,学无所成,仓皇入世。兴趣所致,投身互联网,求知未证,而立已至,始悟光阴荏苒,终需务实钻研。故有此站,记录时光,积累点滴,验证所学,分享愚见。指舞方寸间,心系万千年。
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