C++11/14/17中mutex系列区别

Posted 2022-06-17 音视频牛哥

C++11/14/17中提供的mutex系列类型如下：

互斥量	C++版本	作用
mutex	C++11	基本的互斥量
timed_mutex	C++11	timed_mutex带超时功能。在规定的等待时间内，没有获取锁，线程不会一直阻塞，代码会继续执行
recursive_mutex	C++11	递归锁，允许在同一个线程中同一个互斥量多次被 lock() ，用于可能被连续多次上锁（期间未解锁）的情况，效率要比mutex低 std::mutex 及其变种不允许同一个线程对互斥量多次上锁，而 std::recursive_mutex 则允许
recursive_timed_mutex	C++11	带超时的，递归的，独占互斥量，允许同一个线程，同一个互斥量，多次被lock，用法和非递归的一样
shared_timed_mutex	C++14	具有超时机制的可共享互斥量
shared_mutex	C++17	shared_mutex的弟弟曾实现是操作系统提供的读写锁，在多线程对共享资源读且少许县城对共享资源写的情况下，shared_mutex比mutex效率更高 写锁(排它锁)：lock/unlock 读锁（共享锁）：lock_shared/unlock_shared

以上系列的对象都提供了加锁（lock）、尝试加锁(try_lock)和解锁(unlock)方法。

为了避免死锁，std::mutex.lock方法和std:mutex.unlock方法需要成对使用，如果一个函数中有很多出口，而互斥体对象又是需要在整个面数作用域被保护的资源，那么我们在编码时会因为忘记在某个出口处调用std::mutex.unlock 而造成死锁。这时可以通过RAII技术封装这两个接口，C++新标准也提为我们提供了类似的封装：

互斥量管理	C++版本	作用
lock_guard	C++11	基于作用于的互斥量管理，在需要对资源进行保护的小范围作用域内，应首先考虑使用std::lock_guard
unique_lock	C++11	unique_lock 是 lock_guard 的升级加强版，一个通用的互斥量锁定包装器，它允许延迟锁定，限时深度锁定，递归锁定，锁定所有权的转移以及与条件变量一起使用。
shared_lock	C++14	shared_lock可用于保护共享数据不被多个线程同时访问 unique_lock专门管理“独占模式”，而shared_lock专门管理“共享模式”
scoped_lock	C++17	如果有多个mutex要同时lock，用scoped_lock。如果只要lock一个mutex，可以用lock_guard

如std::lock_guard:

void func()

  std::lock quard<std:nutex> quard(mymutex);
  //在这里放被保护的资源操作

mymutex 的类型是std:mutex，guard对象的构造函数会自动调用mymutex.lock 方法对 mymutex 进行加锁，在 guard 对象出了其作用域时，guard对象的析构函数会自动调用 mymutex.unlock 方法对 mymutex 进行解锁，简单来说：根据 RAII原则，在构造函数中上锁(创建即上锁)，在析构函数中解锁(销毁即解锁)。需要注意的是：mymutex 生命周期必须长于func 函数的作用域。

多线程使用锁经验总结：

1. 减少锁的使用次数，能不用锁尽量不用；
2. 明确锁的范围；
3. 减少锁的使用粒度，尽量减少锁的作用的临界区代码范围。