C++11中如何使用Lock實(shí)現(xiàn)并發(fā)-創(chuàng)新互聯(lián)

這篇“C++11中如何使用Lock實(shí)現(xiàn)并發(fā)”文章的知識(shí)點(diǎn)大部分人都不太理解，所以小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，內(nèi)容詳細(xì)，步驟清晰，具有一定的借鑒價(jià)值，希望大家閱讀完這篇文章能有所收獲，下面我們一起來(lái)看看這篇“C++11中如何使用Lock實(shí)現(xiàn)并發(fā)”文章吧。

C++11 標(biāo)準(zhǔn)為我們提供了兩種基本的鎖類型，分別如下：

• std::lock_guard，與 Mutex RAII 相關(guān)，方便線程對(duì)互斥量上鎖。

• std::unique_lock，與 Mutex RAII 相關(guān)，方便線程對(duì)互斥量上鎖，但提供了更好的上鎖和解鎖控制。

另外還提供了幾個(gè)與鎖類型相關(guān)的 Tag 類，分別如下:

• std::adopt_lock_t，一個(gè)空的標(biāo)記類，定義如下：

struct adopt_lock_t {};

該類型的常量對(duì)象adopt_lock（adopt_lock 是一個(gè)常量對(duì)象，定義如下：

constexpr adopt_lock_t adopt_lock {};，// constexpr 是 C++11 中的新關(guān)鍵字）

通常作為參數(shù)傳入給 unique_lock 或 lock_guard 的構(gòu)造函數(shù)。

std::defer_lock_t，一個(gè)空的標(biāo)記類，定義如下：

struct defer_lock_t {};

該類型的常量對(duì)象 defer_lock（defer_lock 是一個(gè)常量對(duì)象，定義如下：

constexpr defer_lock_t defer_lock {};，// constexpr 是 C++11 中的新關(guān)鍵字）

通常作為參數(shù)傳入給 unique_lock 或 lock_guard 的構(gòu)造函數(shù)。

std::try_to_lock_t，一個(gè)空的標(biāo)記類，定義如下：

struct try_to_lock_t {};

該類型的常量對(duì)象 try_to_lock（try_to_lock 是一個(gè)常量對(duì)象，定義如下：

constexpr try_to_lock_t try_to_lock {};，// constexpr 是 C++11 中的新關(guān)鍵字）

通常作為參數(shù)傳入給 unique_lock 或 lock_guard 的構(gòu)造函數(shù)。后面我們會(huì)詳細(xì)介紹以上三種 Tag 類型在配合 lock_gurad 與 unique_lock 使用時(shí)的區(qū)別。

std::lock_guard 介紹

std::lock_gurad 是 C++11 中定義的模板類。定義如下：

template <class Mutex> class lock_guard;

lock_guard 對(duì)象通常用于管理某個(gè)鎖(Lock)對(duì)象，因此與 Mutex RAII 相關(guān)，方便線程對(duì)互斥量上鎖，即在某個(gè) lock_guard 對(duì)象的聲明周期內(nèi)，它所管理的鎖對(duì)象會(huì)一直保持上鎖狀態(tài)；而 lock_guard 的生命周期結(jié)束之后，它所管理的鎖對(duì)象會(huì)被解鎖(注：類似 shared_ptr 等智能指針管理動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存資源 )。

模板參數(shù) Mutex 代表互斥量類型，例如 std::mutex 類型，它應(yīng)該是一個(gè)基本的 BasicLockable 類型，標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中定義幾種基本的 BasicLockable 類型，分別 std::mutex, std::recursive_mutex, std::timed_mutex，std::recursive_timed_mutex (以上四種類型均已在上一篇博客中介紹)以及 std::unique_lock(本文后續(xù)會(huì)介紹 std::unique_lock)。(注：BasicLockable 類型的對(duì)象只需滿足兩種操作，lock 和 unlock，另外還有 Lockable 類型，在 BasicLockable 類型的基礎(chǔ)上新增了 try_lock 操作，因此一個(gè)滿足 Lockable 的對(duì)象應(yīng)支持三種操作：lock，unlock 和 try_lock；最后還有一種 TimedLockable 對(duì)象，在 Lockable 類型的基礎(chǔ)上又新增了 try_lock_for 和 try_lock_until 兩種操作，因此一個(gè)滿足 TimedLockable 的對(duì)象應(yīng)支持五種操作：lock, unlock, try_lock, try_lock_for, try_lock_until)。

在 lock_guard 對(duì)象構(gòu)造時(shí)，傳入的 Mutex 對(duì)象(即它所管理的 Mutex 對(duì)象)會(huì)被當(dāng)前線程鎖住。在lock_guard 對(duì)象被析構(gòu)時(shí)，它所管理的 Mutex 對(duì)象會(huì)自動(dòng)解鎖，由于不需要程序員手動(dòng)調(diào)用 lock 和 unlock 對(duì) Mutex 進(jìn)行上鎖和解鎖操作，因此這也是最簡(jiǎn)單安全的上鎖和解鎖方式，尤其是在程序拋出異常后先前已被上鎖的 Mutex 對(duì)象可以正確進(jìn)行解鎖操作，極大地簡(jiǎn)化了程序員編寫(xiě)與 Mutex 相關(guān)的異常處理代碼。

值得注意的是，lock_guard 對(duì)象并不負(fù)責(zé)管理 Mutex 對(duì)象的生命周期，lock_guard 對(duì)象只是簡(jiǎn)化了 Mutex 對(duì)象的上鎖和解鎖操作，方便線程對(duì)互斥量上鎖，即在某個(gè) lock_guard 對(duì)象的聲明周期內(nèi)，它所管理的鎖對(duì)象會(huì)一直保持上鎖狀態(tài)；而 lock_guard 的生命周期結(jié)束之后，它所管理的鎖對(duì)象會(huì)被解鎖。

std::lock_guard 構(gòu)造函數(shù)

lock_guard 構(gòu)造函數(shù)如下表所示：

explicit lock_guard (mutex_type& m);

lock_guard (mutex_type& m, adopt_lock_t tag);

lock_guard (const lock_guard&) = delete;

locking 初始化
lock_guard 對(duì)象管理 Mutex 對(duì)象 m，并在構(gòu)造時(shí)對(duì) m 進(jìn)行上鎖（調(diào)用 m.lock()）。

adopting初始化
lock_guard 對(duì)象管理 Mutex 對(duì)象 m，與 locking 初始化(1) 不同的是， Mutex 對(duì)象 m 已被當(dāng)前線程鎖住。

拷貝構(gòu)造
lock_guard 對(duì)象的拷貝構(gòu)造和移動(dòng)構(gòu)造(move construction)均被禁用，因此 lock_guard 對(duì)象不可被拷貝構(gòu)造或移動(dòng)構(gòu)造。

我們來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子(參考)：

#include <iostream>    // std::cout
#include <thread>     // std::thread
#include <mutex>     // std::mutex, std::lock_guard, std::adopt_lock

std::mutex mtx;      // mutex for critical section

void print_thread_id (int id) {
 mtx.lock();
 std::lock_guard<std::mutex> lck(mtx, std::adopt_lock);
 std::cout << "thread #" << id << '\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;
}

在 print_thread_id 中，我們首先對(duì) mtx 進(jìn)行上鎖操作(mtx.lock();)，然后用 mtx 對(duì)象構(gòu)造一個(gè) lock_guard 對(duì)象(std::lock_guard<std::mutex> lck(mtx, std::adopt_lock);)，注意此時(shí) Tag 參數(shù)為 std::adopt_lock，表明當(dāng)前線程已經(jīng)獲得了鎖，此后 mtx 對(duì)象的解鎖操作交由 lock_guard 對(duì)象 lck 來(lái)管理，在 lck 的生命周期結(jié)束之后，mtx 對(duì)象會(huì)自動(dòng)解鎖。lock_guard 較大的特點(diǎn)就是安全易于使用，請(qǐng)看下面例子(參考)，在異常拋出的時(shí)候通過(guò) lock_guard 對(duì)象管理的 Mutex 可以得到正確地解鎖。

#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

但是 lock_guard 較大的缺點(diǎn)也是簡(jiǎn)單，沒(méi)有給程序員提供足夠的靈活度，因此，C++11 標(biāo)準(zhǔn)中定義了另外一個(gè)與 Mutex RAII 相關(guān)類 unique_lock，該類與 lock_guard 類相似，也很方便線程對(duì)互斥量上鎖，但它提供了更好的上鎖和解鎖控制。

顧名思義，unique_lock 對(duì)象以獨(dú)占所有權(quán)的方式（ unique owership）管理 mutex 對(duì)象的上鎖和解鎖操作，所謂獨(dú)占所有權(quán)，就是沒(méi)有其他的 unique_lock 對(duì)象同時(shí)擁有某個(gè) mutex 對(duì)象的所有權(quán)。

在構(gòu)造(或移動(dòng)(move)賦值)時(shí)，unique_lock 對(duì)象需要傳遞一個(gè) Mutex 對(duì)象作為它的參數(shù)，新創(chuàng)建的 unique_lock 對(duì)象負(fù)責(zé)傳入的 Mutex 對(duì)象的上鎖和解鎖操作。

std::unique_lock 對(duì)象也能保證在其自身析構(gòu)時(shí)它所管理的 Mutex 對(duì)象能夠被正確地解鎖（即使沒(méi)有顯式地調(diào)用 unlock 函數(shù)）。因此，和 lock_guard 一樣，這也是一種簡(jiǎn)單而又安全的上鎖和解鎖方式，尤其是在程序拋出異常后先前已被上鎖的 Mutex 對(duì)象可以正確進(jìn)行解鎖操作，極大地簡(jiǎn)化了程序員編寫(xiě)與 Mutex 相關(guān)的異常處理代碼。

值得注意的是，unique_lock 對(duì)象同樣也不負(fù)責(zé)管理 Mutex 對(duì)象的生命周期，unique_lock 對(duì)象只是簡(jiǎn)化了 Mutex 對(duì)象的上鎖和解鎖操作，方便線程對(duì)互斥量上鎖，即在某個(gè) unique_lock 對(duì)象的聲明周期內(nèi)，它所管理的鎖對(duì)象會(huì)一直保持上鎖狀態(tài)；而 unique_lock 的生命周期結(jié)束之后，它所管理的鎖對(duì)象會(huì)被解鎖，這一點(diǎn)和 lock_guard 類似，但 unique_lock 給程序員提供了更多的自由，我會(huì)在下面的內(nèi)容中給大家介紹 unique_lock 的用法。

另外，與 lock_guard 一樣，模板參數(shù) Mutex 代表互斥量類型，例如 std::mutex 類型，它應(yīng)該是一個(gè)基本的 BasicLockable 類型，標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中定義幾種基本的 BasicLockable 類型，分別 std::mutex, std::recursive_mutex, std::timed_mutex，std::recursive_timed_mutex (以上四種類型均已在上一篇博客中介紹)以及 std::unique_lock(本文后續(xù)會(huì)介紹 std::unique_lock)。(注：BasicLockable 類型的對(duì)象只需滿足兩種操作，lock 和 unlock，另外還有 Lockable 類型，在 BasicLockable 類型的基礎(chǔ)上新增了 try_lock 操作，因此一個(gè)滿足 Lockable 的對(duì)象應(yīng)支持三種操作：lock，unlock 和 try_lock；最后還有一種 TimedLockable 對(duì)象，在 Lockable 類型的基礎(chǔ)上又新增了 try_lock_for 和 try_lock_until 兩種操作，因此一個(gè)滿足 TimedLockable 的對(duì)象應(yīng)支持五種操作：lock, unlock, try_lock, try_lock_for, try_lock_until)。

std::unique_lock 構(gòu)造函數(shù)

std::unique_lock 的構(gòu)造函數(shù)的數(shù)目相對(duì)來(lái)說(shuō)比 std::lock_guard 多，其中一方面也是因?yàn)?std::unique_lock 更加靈活，從而在構(gòu)造 std::unique_lock 對(duì)象時(shí)可以接受額外的參數(shù)?？偟貋?lái)說(shuō)，std::unique_lock 構(gòu)造函數(shù)如下：

unique_lock() noexcept;

explicit unique_lock(mutex_type& m);

unique_lock(mutex_type& m, try_to_lock_t tag);

unique_lock(mutex_type& m, defer_lock_t tag) noexcept;

unique_lock(mutex_type& m, adopt_lock_t tag);

template <class Rep, class Period>
unique_lock(mutex_type& m, const chrono::duration<Rep,Period>& rel_time);

template <class Clock, class Duration>
unique_lock(mutex_type& m, const chrono::time_point<Clock,Duration>& abs_time);

unique_lock(const unique_lock&) = delete;

unique_lock(unique_lock&& x);

下面我們來(lái)分別介紹以上各個(gè)構(gòu)造函數(shù)：

(1) 默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
新創(chuàng)建的 unique_lock 對(duì)象不管理任何 Mutex 對(duì)象。
(2) locking 初始化
新創(chuàng)建的 unique_lock 對(duì)象管理 Mutex 對(duì)象 m，并嘗試調(diào)用 m.lock() 對(duì) Mutex 對(duì)象進(jìn)行上鎖，如果此時(shí)另外某個(gè) unique_lock 對(duì)象已經(jīng)管理了該 Mutex 對(duì)象 m，則當(dāng)前線程將會(huì)被阻塞。
(3) try-locking 初始化
新創(chuàng)建的 unique_lock 對(duì)象管理 Mutex 對(duì)象 m，并嘗試調(diào)用 m.try_lock() 對(duì) Mutex 對(duì)象進(jìn)行上鎖，但如果上鎖不成功，并不會(huì)阻塞當(dāng)前線程。
(4) deferred 初始化
新創(chuàng)建的 unique_lock 對(duì)象管理 Mutex 對(duì)象 m，但是在初始化的時(shí)候并不鎖住 Mutex 對(duì)象。 m 應(yīng)該是一個(gè)沒(méi)有當(dāng)前線程鎖住的 Mutex 對(duì)象。
(5) adopting 初始化
新創(chuàng)建的 unique_lock 對(duì)象管理 Mutex 對(duì)象 m， m 應(yīng)該是一個(gè)已經(jīng)被當(dāng)前線程鎖住的 Mutex 對(duì)象。(并且當(dāng)前新創(chuàng)建的 unique_lock 對(duì)象擁有對(duì)鎖(Lock)的所有權(quán))。
(6) locking 一段時(shí)間(duration)
新創(chuàng)建的 unique_lock 對(duì)象管理 Mutex 對(duì)象 m，并試圖通過(guò)調(diào)用 m.try_lock_for(rel_time) 來(lái)鎖住 Mutex 對(duì)象一段時(shí)間(rel_time)。
(7) locking 直到某個(gè)時(shí)間點(diǎn)(time point)
新創(chuàng)建的 unique_lock 對(duì)象管理 Mutex 對(duì)象m，并試圖通過(guò)調(diào)用 m.try_lock_until(abs_time) 來(lái)在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)(abs_time)之前鎖住 Mutex 對(duì)象。
(8) 拷貝構(gòu)造 [被禁用]
unique_lock 對(duì)象不能被拷貝構(gòu)造。
(9) 移動(dòng)(move)構(gòu)造
新創(chuàng)建的 unique_lock 對(duì)象獲得了由 x 所管理的 Mutex 對(duì)象的所有權(quán)(包括當(dāng)前 Mutex 的狀態(tài))。調(diào)用 move 構(gòu)造之后， x 對(duì)象如同通過(guò)默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)所創(chuàng)建的，就不再管理任何 Mutex 對(duì)象了。
綜上所述，由 (2) 和 (5) 創(chuàng)建的 unique_lock 對(duì)象通常擁有 Mutex 對(duì)象的鎖。而通過(guò) (1) 和 (4) 創(chuàng)建的則不會(huì)擁有鎖。通過(guò) (3)，(6) 和 (7) 創(chuàng)建的 unique_lock 對(duì)象，則在 lock 成功時(shí)獲得鎖。

關(guān)于unique_lock 的構(gòu)造函數(shù)，請(qǐng)看下面例子(參考)：

#include <iostream>    // std::cout
#include <thread>     // std::thread
#include <mutex>     // std::mutex, std::lock, std::unique_lock
             // std::adopt_lock, std::defer_lock
std::mutex foo,bar;

void task_a () {
 std::lock (foo,bar);     // simultaneous lock (prevents deadlock)
 std::unique_lock<std::mutex> lck1 (foo,std::adopt_lock);
 std::unique_lock<std::mutex> lck2 (bar,std::adopt_lock);
 std::cout << "task a\n";
 // (unlocked automatically on destruction of lck1 and lck2)
}

void task_b () {
 // foo.lock(); bar.lock(); // replaced by:
 std::unique_lock<std::mutex> lck1, lck2;
 lck1 = std::unique_lock<std::mutex>(bar,std::defer_lock);
 lck2 = std::unique_lock<std::mutex>(foo,std::defer_lock);
 std::lock (lck1,lck2);    // simultaneous lock (prevents deadlock)
 std::cout << "task b\n";
 // (unlocked automatically on destruction of lck1 and lck2)
}


int main ()
{
 std::thread th2 (task_a);
 std::thread th3 (task_b);

 th2.join();
 th3.join();

 return 0;
}

std::unique_lock 移動(dòng)(move assign)賦值操作

std::unique_lock 支持移動(dòng)賦值(move assignment)，但是普通的賦值被禁用了，

unique_lock& operator= (unique_lock&& x) noexcept;

unique_lock& operator= (const unique_lock&) = delete;

移動(dòng)賦值(move assignment)之后，由 x 所管理的 Mutex 對(duì)象及其狀態(tài)將會(huì)被新的 std::unique_lock 對(duì)象取代。

如果被賦值的對(duì)象之前已經(jīng)獲得了它所管理的 Mutex 對(duì)象的鎖，則在移動(dòng)賦值(move assignment)之前會(huì)調(diào)用 unlock 函數(shù)釋放它所占有的鎖。

調(diào)用移動(dòng)賦值(move assignment)之后， x 對(duì)象如同通過(guò)默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)所創(chuàng)建的，也就不再管理任何 Mutex 對(duì)象了。請(qǐng)看下面例子(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_fifty (char c) {
 std::unique_lock<std::mutex> lck;     // default-constructed
 lck = std::unique_lock<std::mutex>(mtx); // move-assigned
 for (int i=0; i<50; ++i) { std::cout << c; }
 std::cout << '\n';
}

int main ()
{
 std::thread th2 (print_fifty,'*');
 std::thread th3 (print_fifty,'$');

 th2.join();
 th3.join();

 return 0;
}

std::unique_lock 主要成員函數(shù)

本節(jié)我們來(lái)看看 std::unique_lock 的主要成員函數(shù)。由于 std::unique_lock 比 std::lock_guard 操作靈活，因此它提供了更多成員函數(shù)。具體分類如下：

1. 上鎖/解鎖操作：lock，try_lock，try_lock_for，try_lock_until 和 unlock

2. 修改操作：移動(dòng)賦值(move assignment)(前面已經(jīng)介紹過(guò)了)，交換(swap)（與另一個(gè) std::unique_lock 對(duì)象交換它們所管理的 Mutex 對(duì)象的所有權(quán)），釋放(release)（返回指向它所管理的 Mutex 對(duì)象的指針，并釋放所有權(quán)）

3. 獲取屬性操作：owns_lock（返回當(dāng)前 std::unique_lock 對(duì)象是否獲得了鎖）、operator bool()（與 owns_lock 功能相同，返回當(dāng)前 std::unique_lock 對(duì)象是否獲得了鎖）、mutex（返回當(dāng)前 std::unique_lock 對(duì)象所管理的 Mutex 對(duì)象的指針）。

std::unique_lock::lock請(qǐng)看下面例子(參考)：

上鎖操作，調(diào)用它所管理的 Mutex 對(duì)象的 lock 函數(shù)。如果在調(diào)用  Mutex 對(duì)象的 lock 函數(shù)時(shí)該 Mutex 對(duì)象已被另一線程鎖住，則當(dāng)前線程會(huì)被阻塞，直到它獲得了鎖。

該函數(shù)返回時(shí)，當(dāng)前的 unique_lock 對(duì)象便擁有了它所管理的 Mutex 對(duì)象的鎖。如果上鎖操作失敗，則拋出 system_error 異常。

// unique_lock::lock/unlock
#include <iostream>    // std::cout
#include <thread>     // std::thread
#include <mutex>     // std::mutex, std::unique_lock, std::defer_lock

std::mutex mtx;      // mutex for critical section

void print_thread_id (int id) {
 std::unique_lock<std::mutex> lck (mtx,std::defer_lock);
 // critical section (exclusive access to std::cout signaled by locking lck):
 lck.lock();
 std::cout << "thread #" << id << '\n';
 lck.unlock();
}

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::try_lock

上鎖操作，調(diào)用它所管理的 Mutex 對(duì)象的 try_lock 函數(shù)，如果上鎖成功，則返回 true，否則返回 false。

請(qǐng)看下面例子(參考)：

#include <iostream>    // std::cout
#include <vector>     // std::vector
#include <thread>     // std::thread
#include <mutex>     // std::mutex, std::unique_lock, std::defer_lock

std::mutex mtx;      // mutex for critical section

void print_star () {
 std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx,std::defer_lock);
 // print '*' if successfully locked, 'x' otherwise: 
 if (lck.try_lock())
  std::cout << '*';
 else          
  std::cout << 'x';
}

int main ()
{
 std::vector<std::thread> threads;
 for (int i=0; i<500; ++i)
  threads.emplace_back(print_star);

 for (auto& x: threads) x.join();

 return 0;
}

std::unique_lock::try_lock_for

上鎖操作，調(diào)用它所管理的 Mutex 對(duì)象的 try_lock_for 函數(shù)，如果上鎖成功，則返回 true，否則返回 false。

請(qǐng)看下面例子(參考)：

#include <iostream>    // std::cout
#include <chrono>     // std::chrono::milliseconds
#include <thread>     // std::thread
#include <mutex>     // std::timed_mutex, std::unique_lock, std::defer_lock

std::timed_mutex mtx;

void fireworks () {
 std::unique_lock<std::timed_mutex> lck(mtx,std::defer_lock);
 // waiting to get a lock: each thread prints "-" every 200ms:
 while (!lck.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";
}

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::unique_lock::try_lock_until

上鎖操作，調(diào)用它所管理的 Mutex 對(duì)象的 try_lock_for 函數(shù)，如果上鎖成功，則返回 true，否則返回 false。

請(qǐng)看下面例子(參考)：

#include <iostream>    // std::cout
#include <chrono>     // std::chrono::milliseconds
#include <thread>     // std::thread
#include <mutex>     // std::timed_mutex, std::unique_lock, std::defer_lock

std::timed_mutex mtx;

void fireworks () {
 std::unique_lock<std::timed_mutex> lck(mtx,std::defer_lock);
 // waiting to get a lock: each thread prints "-" every 200ms:
 while (!lck.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";
}

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::unique_lock::unlock

解鎖操作，調(diào)用它所管理的 Mutex 對(duì)象的 unlock 函數(shù)。

請(qǐng)看下面例子(參考)：

#include <iostream>    // std::cout
#include <thread>     // std::thread
#include <mutex>     // std::mutex, std::unique_lock, std::defer_lock

std::mutex mtx;      // mutex for critical section

void print_thread_id (int id) {
 std::unique_lock<std::mutex> lck (mtx,std::defer_lock);
 // critical section (exclusive access to std::cout signaled by locking lck):
 lck.lock();
 std::cout << "thread #" << id << '\n';
 lck.unlock();
}

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::release

返回指向它所管理的 Mutex 對(duì)象的指針，并釋放所有權(quán)。

請(qǐng)看下面例子(參考)：

#include <iostream>    // std::cout
#include <vector>     // std::vector
#include <thread>     // std::thread
#include <mutex>     // std::mutex, std::unique_lock

std::mutex mtx;
int count = 0;

void print_count_and_unlock (std::mutex* p_mtx) {
 std::cout << "count: " << count << '\n';
 p_mtx->unlock();
}

void task() {
 std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
 ++count;
 print_count_and_unlock(lck.release());
}

int main ()
{
 std::vector<std::thread> threads;
 for (int i=0; i<10; ++i)
  threads.emplace_back(task);

 for (auto& x: threads) x.join();

 return 0;
}

std::unique_lock::owns_lock

返回當(dāng)前 std::unique_lock 對(duì)象是否獲得了鎖。

請(qǐng)看下面例子(參考)：

#include <iostream>    // std::cout
#include <vector>     // std::vector
#include <thread>     // std::thread
#include <mutex>     // std::mutex, std::unique_lock, std::try_to_lock

std::mutex mtx;      // mutex for critical section

void print_star () {
 std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx,std::try_to_lock);
 // print '*' if successfully locked, 'x' otherwise: 
 if (lck.owns_lock())
  std::cout << '*';
 else          
  std::cout << 'x';
}

int main ()
{
 std::vector<std::thread> threads;
 for (int i=0; i<500; ++i)
  threads.emplace_back(print_star);

 for (auto& x: threads) x.join();

 return 0;
}

std::unique_lock::operator bool()

與 owns_lock 功能相同，返回當(dāng)前 std::unique_lock 對(duì)象是否獲得了鎖。

請(qǐng)看下面例子(參考)：

#include <iostream>    // std::cout
#include <vector>     // std::vector
#include <thread>     // std::thread
#include <mutex>     // std::mutex, std::unique_lock, std::try_to_lock

std::mutex mtx;      // mutex for critical section

void print_star () {
 std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx,std::try_to_lock);
 // print '*' if successfully locked, 'x' otherwise: 
 if (lck)
  std::cout << '*';
 else          
  std::cout << 'x';
}

int main ()
{
 std::vector<std::thread> threads;
 for (int i=0; i<500; ++i)
  threads.emplace_back(print_star);

 for (auto& x: threads) x.join();

 return 0;
}

std::unique_lock::mutex

返回當(dāng)前 std::unique_lock 對(duì)象所管理的 Mutex 對(duì)象的指針。

請(qǐng)看下面例子(參考)：

#include <iostream>    // std::cout
#include <thread>     // std::thread
#include <mutex>     // std::mutex, std::unique_lock, std::defer_lock

class MyMutex : public std::mutex {
 int _id;
public:
 MyMutex (int id) : _id(id) {}
 int id() {return _id;}
};

MyMutex mtx (101);

void print_ids (int id) {
 std::unique_lock<MyMutex> lck (mtx);
 std::cout << "thread #" << id << " locked mutex " << lck.mutex()->id() << '\n';
}

int main ()
{
 std::thread threads[10];
 // spawn 10 threads:
 for (int i=0; i<10; ++i)
  threads[i] = std::thread(print_ids,i+1);

 for (auto& th : threads) th.join();

 return 0;
}

以上就是關(guān)于“C++11中如何使用Lock實(shí)現(xiàn)并發(fā)”這篇文章的內(nèi)容，相信大家都有了一定的了解，希望小編分享的內(nèi)容對(duì)大家有幫助，若想了解更多相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。

網(wǎng)站題目：C++11中如何使用Lock實(shí)現(xiàn)并發(fā)-創(chuàng)新互聯(lián)
本文鏈接：http://www.muchs.cn/article26/ddspjg.html

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