标签：std mutex 递归 lock c++ 互斥 线程 Mutex
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Mutex 互斥量（互斥锁） 简介
在 C11 标准程序库头文件中定义了一些互斥访问的类与方法等。mutex 又称互斥量。
1.Mutex 系列类(四种)
①std::mutex ： 该类表示普通的互斥锁, 不能递归使用。
std::mutex 是 C++11 中最基本的互斥量，用于保护共享数据免受多个线程同时访问的同步原语。，std::mutex对象提供了独占（排他性）所有权的特性，不支持递归地对 std::mutex 对象上锁
std::mutex 的成员函数
（1).构造函数和析构函数：
std::mutex 不允许拷贝构造，也不允许 move 拷贝，最初产生的 mutex 对象是处于 unlocked 状态的。std::~mutex()销毁互斥。若互斥锁被线程占有，或线程在持有互斥锁的所有权时终止，则行为未定义。
（2)加锁函数：lock()，调用线程将锁住该互斥量。线程调用该函数会发生下面 3 种情况：
①. 如果该互斥量当前没有被锁住，则调用线程将该互斥量锁住，直到调用 unlock 之前，该线程一直拥有该锁。
② 如果当前互斥量被其他线程锁住，则当前的调用线程被阻塞住。
③ 如果当前互斥量被当前调用线程锁住，则会产生死锁(deadlock)。
（3) 尝试加锁 try_lock()，尝试锁住互斥量，如果互斥量被其他线程占有，则当前线程也不会被阻塞。线程调用该函数也会出现下面 3 种情况，
① 如果当前互斥量没有被其他线程占有，则该线程锁住互斥量，直到该线程调用 unlock 释放互斥量。
② 如果当前互斥量被其他线程锁住，则当前调用线程返回 false，而并不会被阻塞掉。
③ 如果当前互斥量被当前调用线程锁住，则会产生死锁(deadlock)
（4）解锁函数： unlock()， 解锁，释放对互斥量的所有权。
std::mutex g_mtx; // 程序执行被创建，全局生存期开始。
void thread_fun()
{
g_mtx.lock(); // 拥有所有权
//
g_mtx.unlock(); // 释放拥有权
}
②std::recursive_mutex：该类表示递归(再入)互斥锁。递归互斥锁可以被同一个线程多次加锁，以获得对互斥锁对象的多层所有权。
该类表示递归(再入)互斥锁。递归互斥锁可以被同一个线程多次加锁，以获得对互斥锁对象的多层所有权。例如，同一个线程多个函数访问临界区时都可以各自加锁，执行后各自解锁。std::recursive_mutex 释放互斥量时需要调用与该锁层次深度相同次数的 unlock()，即 lock()次数和 unlock()次数相同。可见，线程申请递归互斥锁时，如果该递归互斥锁已经被当前调用线程锁住，则不会产生死锁。此外，std::recursive_mutex 的功能与 std::mutex 大致相同。
③ std::time_mutex： 该类表示定时(有限时间)互斥锁，不能递归使用。
std::timed_mutex 比 std::mutex 多了两个成员函数：
（1）try_lock_for()：函数参数表示一个时间范围，在这一段时间范围之内线程如果没有获得锁则保持阻塞；如果在此期间其他线程释放了锁，则该线程可获得该互斥锁；如果超时(指定时间范围内没有获得锁)，则函数调用返回 false。
（2）try_lock_until()：函数参数表示一个时刻，在这一时刻之前线程如果没有获得锁则保持阻塞；如果在此时刻前其他线程释放了锁，则该线程可获得该互斥锁；如果超过指定时刻没有获得锁，则函数调用返回 false
std::timed_mutex mtx; // (有限时间锁)
void fireworks(char ch)
{
while (!mtx.try_lock_for(std::chrono::milliseconds(200)))//200毫秒内没获得锁则返回false
{
std::cout << ch;
}
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
std::cout << "*\n";
mtx.unlock();
}
int main()
{
const int n = 3;
std::thread threads[n];
char ch = 'A';
// spawn n threads:
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
threads[i] = std::thread(fireworks, ch + i);
}
for (auto& th : threads)
{
th.join();
}
return 0;
}
④ std::recursive_timed_mutex：带定时的递归互斥锁。
2.Lock 类（四种）
一 :lock_guard （锁保护）：\
lock_guard 类不可复制（拷贝和赋值）。只有构造和析构函数。
类 lock_guard 是互斥体包装器，为在作用域块期间占有互斥提供便利 RAII 风格机制。创建 lock_guard 对象时，它试图接收给定互斥的所有权。控制离开创建 lock_guard 对象的作用域时，销毁 lock_guard 并释放互斥。
std::mutex g_mtx;
void threadfunc(char ch)
{
//首先，这在一个局部作用域内， std::lock_guard 在构造时，
//会调用 g_mutex->lock() 方法;
std::lock_guard<std::mutex> lock(g_mtx);
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
std::lock_guard<std::mutex> lock(g_mtx); //加锁
for (int j = 0; j < 5; ++j)
{ // std::lock_guard<std::mutex> lock(g_mtx);
printf("%c", ch);
}
printf("\n");
}
printf("\n");
//局部作用域代码结束后，
//std::lock_guard 的析构函数会被调用,
//函数中会调用 g_mutex->unlock() 方法。
}
int main()
{
char ch = 'a';
std::thread that[5];
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
that[i] = std::thread(threadfunc, ch + i);
}
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
that[i].join();
}
cout << "Main End" << endl;
return 0;
}
二： scoped_lock （范围）：
scoped_lock 类不可复制（拷贝和赋值）。只有构造和析构函数。
类 scoped_lock 是提供便利 RAII 风格机制的互斥包装器，它在作用域块的存在期间占有一或多个互斥。创建scoped_lock 对象时，它试图取得给定互斥的所有权。控制离开创建 scoped_lock 对象的作用域时，析构 scoped_lock 并以逆序释放互斥。若给出数个互斥，则使用免死锁算法，如同以 std::lock 。
三：unique_lock （独占，唯一），
有锁定，修改和观察器函数。
类 unique_lock 是通用互斥包装器，允许延迟锁定、锁定的有时限尝试、递归锁定、所有权转移和条件变量一同使用。类 unique_lock 可移动，但不可复制——它满足可移动构造 (MoveConstructible) 和可移动赋值 (MoveAssignable) 但不满足可复制构造 (CopyConstructible) 或可复制赋值 (CopyAssignable) 。
std::unique_lock<std::timed_mutex> lock;
四：shared_lock （共享），
有锁定，修改和观察器函数。
类 shared_lock 是通用共享互斥所有权包装器，允许延迟锁定、定时锁定和锁所有权的转移。锁定 shared_lock ，会以共享模式锁定关联的共享互斥（ std::unique_lock 可用于以排他性模式锁定）。
shared_lock 类可移动，但不可复制——它满足可移动构造 (MoveConstructible) 与可移动赋值 (MoveAssignable) 的要求，但不满足可复制构造 (CopyConstructible) 或可复制赋值 (CopyAssignable) 。共享所有权模式等待于共享互斥，可使用 std::condition_variable_any （ std::condition_variable 要求std::unique_lock 故而只能以唯一所有权模式等待）。
标签：std,mutex,递归,lock,c++,互斥,线程,Mutex 来源： https://blog.csdn.net/qq_46615150/article/details/114494161
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