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上一篇《C++11 并發指南二(std::thread 詳解) 》中主要講到了 std::thread 的一些用法，并給出了兩個小例子，本文將介紹 std::mutex 的用法。
Mutex 又稱互斥量，C++ 11中與 Mutex 相關的類（包括鎖類型）和函數都聲明在 <mutex> 頭文件中，所以如果你需要使用 std::mutex，就必須包含 <mutex> 頭文件。
<mutex> 頭文件介紹
Mutex 系列類(四種)
Lock 類（兩種）
其他類型
函數
std::mutex 介紹
下面以 std::mutex 為例介紹 C++11 中的互斥量用法。
std::mutex 是C++11 中最基本的互斥量，std::mutex 對象提供了獨占所有權的特性——即不支持遞歸地對 std::mutex 對象上鎖，而 std::recursive_lock 則可以遞歸地對互斥量對象上鎖。
std::mutex 的成員函數
下面給出一個與 std::mutex 的小例子（參考）
#include <iostream> // std::cout
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex
volatile int counter(0); // non-atomic counter
std::mutex mtx; // locks access to counter
void attempt_10k_increases() {
for (int i=0; i<10000; ++i) {
if (mtx.try_lock()) { // only increase if currently not locked:
++counter;
mtx.unlock();
}
}
}
int main (int argc, const char* argv[]) {
std::thread threads[10];
for (int i=0; i<10; ++i)
threads[i] = std::thread(attempt_10k_increases);
for (auto& th : threads) th.join();
std::cout << counter << " successful increases of the counter.\n";
return 0;
}
std::recursive_mutex 介紹
std::recursive_mutex 與 std::mutex 一樣，也是一種可以被上鎖的對象，但是和 std::mutex 不同的是，std::recursive_mutex 允許同一個線程對互斥量多次上鎖（即遞歸上鎖），來獲得對互斥量對象的多層所有權，std::recursive_mutex 釋放互斥量時需要調用與該鎖層次深度相同次數的 unlock()，可理解為 lock() 次數和 unlock() 次數相同，除此之外，std::recursive_mutex 的特性和 std::mutex 大致相同。
std::time_mutex 介紹
std::time_mutex 比 std::mutex 多了兩個成員函數，try_lock_for()，try_lock_until()。
try_lock_for 函數接受一個時間范圍，表示在這一段時間范圍之內線程如果沒有獲得鎖則被阻塞住（與 std::mutex 的 try_lock() 不同，try_lock 如果被調用時沒有獲得鎖則直接返回 false），如果在此期間其他線程釋放了鎖，則該線程可以獲得對互斥量的鎖，如果超時（即在指定時間內還是沒有獲得鎖），則返回 false。
try_lock_until 函數則接受一個時間點作為參數，在指定時間點未到來之前線程如果沒有獲得鎖則被阻塞住，如果在此期間其他線程釋放了鎖，則該線程可以獲得對互斥量的鎖，如果超時（即在指定時間內還是沒有獲得鎖），則返回 false。
下面的小例子說明了 std::time_mutex 的用法（參考）。
#include <iostream> // std::cout
#include <chrono> // std::chrono::milliseconds
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::timed_mutex
std::timed_mutex mtx;
void fireworks() {
// waiting to get a lock: each thread prints "-" every 200ms:
while (!mtx.try_lock_for(std::chrono::milliseconds(200))) {
std::cout << "-";
}
// got a lock! - wait for 1s, then this thread prints "*"
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
std::cout << "*\n";
mtx.unlock();
}
int main ()
{
std::thread threads[10];
// spawn 10 threads:
for (int i=0; i<10; ++i)
threads[i] = std::thread(fireworks);
for (auto& th : threads) th.join();
return 0;
}
std::recursive_timed_mutex 介紹
和 std:recursive_mutex 與 std::mutex 的關系一樣，std::recursive_timed_mutex 的特性也可以從 std::timed_mutex 推導出來，感興趣的同鞋可以自行查閱。 ;-)
std::lock_guard 介紹
與 Mutex RAII 相關，方便線程對互斥量上鎖。例子（參考）:
#include <iostream> // std::cout
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex, std::lock_guard
#include <stdexcept> // std::logic_error
std::mutex mtx;
void print_even (int x) {
if (x%2==0) std::cout << x << " is even\n";
else throw (std::logic_error("not even"));
}
void print_thread_id (int id) {
try {
// using a local lock_guard to lock mtx guarantees unlocking on destruction / exception:
std::lock_guard<std::mutex> lck (mtx);
print_even(id);
}
catch (std::logic_error&) {
std::cout << "[exception caught]\n";
}
}
int main ()
{
std::thread threads[10];
// spawn 10 threads:
for (int i=0; i<10; ++i)
threads[i] = std::thread(print_thread_id,i+1);
for (auto& th : threads) th.join();
return 0;
}
std::unique_lock 介紹
與 Mutex RAII 相關，方便線程對互斥量上鎖，但提供了更好的上鎖和解鎖控制。例子（參考）：
#include <iostream> // std::cout
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex, std::unique_lock
std::mutex mtx; // mutex for critical section
void print_block (int n, char c) {
// critical section (exclusive access to std::cout signaled by lifetime of lck):
std::unique_lock<std::mutex> lck (mtx);
for (int i=0; i<n; ++i) {
std::cout << c;
}
std::cout << '\n';
}
int main ()
{
std::thread th2 (print_block,50,'*');
std::thread th3 (print_block,50,'$');
th2.join();
th3.join();
return 0;
}
好了，本文暫時講到這里，還剩下 std::try_lock，std::lock，std::call_once 三個函數沒有講到，留在下一篇博客中講吧 ;-)
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持億速云。
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