C++ 锁

锁的种类

互斥锁、条件锁、自旋锁、读写锁、递归锁

1、互斥锁mutex

头文件:#include <mutex> // std::mutex

成员方法:lock()、try_lock()、unlock()

try_lock:1)所有线程都没有lock时,调用lock,并返回true;2)其他线程lock时返回false;3)本线程已lock,行为未定义。

unlock:要跟lock对应,如果没有lock而调用unlock,行为未定义。

1.1 lock_guard

建议使用lock_guard替代直接使用mutext.lock()、mutext.unlock(),lock_guard会在构造方法里mutext.lock(),析构方法里mutext.unlock(),主要为了避免中途异常退出导致mutext没有unlock。

 { 

    std::lock_guard lg(m_mutex);

    ...

 } //出了作用域后自动调用lock_guard的析构方法

1.2 unique_lock

lock_guard只能在析构的时候解锁,不提供unlock接口,不够方便,unique_lock提供lock和unlock接口,更灵活

std::unique_lock<std::mutex>guard(_mu);

//do something 1

guard.unlock();//临时解锁

//do something 2

guard.lock();//继续上锁

// do something 

// 结束时析构guard会临时解锁

unique_lock比lock_guard灵活很多,效率上差一点,内存占用多一点。

lock_guard和unique_lock构造方法中一些参数说明:

defer_lock_t:do not acquire ownership of the mutex(初始化时不进行默认的上锁操作,后续需要上锁时再lock)

try_to_lock_t:try to acquire ownership of the mutex without blocking(初始化时调用try_lock)

adopt_lock_t:assume the calling thread already has ownership of the mutex(初始化时假定当前线程已经上锁成功,不再调用lock()函数)

2、条件锁

头文件:< condition_variable >

类型:std::condition_variable(只和std::mutex一起工作) 和 std::condition_variable_any(符合类似互斥元的最低标准的任何东西一起工作)

成员方法:wait、wait_for、wait_until、notify_one、notify_all

条件锁即条件变量,某一个线程因为某个条件未满足时可以使用条件变量使该线程处于阻塞状态,一旦条件满足以“信号量”的方式唤醒一个因为该条件而被阻塞的线程。常与互斥锁配配合使用。

void wait (unique_lock<mutex>& lck, Predicate pred);

pred说明:the function only blocks if pred returns false, and notifications can only unblock the thread when it becomes true (which is specially useful to check against spurious wake-up calls)。如果pred不为true,wait解锁互斥元,线程继续阻塞等待,下一次notify苏醒,再次检查条件,条件满足wait返回值,互斥元继续锁定。可以避免虚假唤醒

3、自旋锁

与互斥锁的相比,在获取锁失败的时候不会使得线程阻塞,而是一直自旋尝试获取锁。

自旋锁主要适用于被持有时间短,线程不希望在重新调度上花过多时间的情况。如果在持锁时间很长的场景下使用自旋锁,则会导致CPU在这个线程的时间片用尽之前一直消耗在无意义的忙等上,造成计算资源的浪费。

4、读写锁

任意读线程可以同时访问关键区域,但是只允许一个线程写入。

读写锁机制:

写者:写者使用写锁,如果当前没有读者,也没有其他写者,写者立即获得写锁;否则写者将等待,直到没有读者和写者。

读者:读者使用读锁,如果当前没有写者,读者立即获得读锁;否则读者等待,直到没有写者。

5、递归锁 std::recursive_mutex

Mutex可以分为递归锁(recursive mutex)和非递归锁(non-recursive mutex)。可递归锁也可称为可重入锁(reentrant mutex),非递归锁又叫不可重入锁(non-reentrant mutex)。

二者唯一的区别是,同一个线程可以多次获取同一个递归锁,不会产生死锁。而如果一个线程多次获取同一个非递归锁,则会产生死锁。


参考:

1、http://www.cplusplus.com/reference/mutex/unique_lock/

2、https://zhuanlan.zhihu.com/p/91062516?utm_source=wechat_timeline

3、https://www.jianshu.com/p/34d219380d90

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 157,012评论 4 359
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 66,589评论 1 290
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 106,819评论 0 237
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 43,652评论 0 202
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 51,954评论 3 285
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,381评论 1 210
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,687评论 2 310
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,404评论 0 194
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,082评论 1 238
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,355评论 2 241
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 31,880评论 1 255
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,249评论 2 250
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 32,864评论 3 232
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,007评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,760评论 0 192
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,394评论 2 269
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,281评论 2 259

推荐阅读更多精彩内容