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[C++知识库]C++ 11 互斥量与死锁

一、互斥量(mutex)的基本概念
互斥量mutex是个类对象,可以理解为一把锁,多个线程尝试用其成员函数lock()来加锁,只有一个线程能锁定成功,如果没有锁成功,那么流程将卡在lock()这里不断尝试去锁定。
互斥量使用要小心,保护数据不多也不少,少了达不到效果,多了影响效率。


二、互斥量的用法
包含#include <mutex>头文件

2.1 lock(),unlock()
步骤:1.lock(),2.操作共享数据,3.unlock()。
lock()和unlock()要成对使用

2.2 lock_guard类模板
lock_guard<mutex> sbguard(myMutex);取代lock()和unlock()
lock_guard构造函数执行了mutex::lock();在作用域结束时,调用析构函数,执行mutex::unlock()

三、死锁

3.1 死锁演示
死锁至少有两个互斥量mutex1,mutex2。
a.线程A执行时,这个线程先锁mutex1,并且锁成功了,然后去锁mutex2的时候,出现了上下文切换;
b.线程B执行,这个线程先锁mutex2,因为mutex2没有被锁,即mutex2可以被锁成功,然后线程B要去锁mutex1;
c.此时,死锁产生了,A锁着mutex1,需要锁mutex2,B锁着mutex2,需要锁mutex1,两个线程没办法继续运行下去?...


3.2 死锁的一般解决方案:
只要保证多个互斥量上锁的顺序一样就不会造成死锁。

3.3 使用std::lock()函数模板防止死锁
std::lock(mutex1, mutex2, ……); 
一次锁定多个互斥量(一般这种情况很少),用于处理多个互斥量。
如果互斥量中一个没锁住,它就等着,等所有互斥量都锁住,才能继续执行。如果有一个没锁住,就会把已经锁住的释放掉(要么互斥量都锁住,要么都没锁住,防止死锁)


3.4 使用std::lock_guard的std::adopt_lock参数,在使用std::lock的同时防止忘记解锁
加入adopt_lock后,在调用lock_guard的构造函数时,不再进行lock();
adopt_guard为结构体对象,起一个标记作用,表示这个互斥量已经lock(),不需要在lock()。
std::lock(mutex1, mutex2);
std::lock_guard<std::mutex> my_guard(mutex1, std::adopt_lock);
std::lock_guard<std::mutex> my_guard(mutex2, std::adopt_lock);
上述代码,对mutex1、mutex2加了锁,同时每个互斥量使用了lock_guard,并设置了adopt_lock参数,这样mutex1、mutex2自动解锁

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