C++详细讲解互斥量与lock_guard类模板及死锁

更新时间：2022年07月02日 09:22:31 作者：zzsyxl

线程的主要优势在于，能够通过全局变量来共享信息。不过，这种便捷的共享是有代价的：必须确保多个线程不会同时修改同一变量，或者某一线程不会读取正由其他线程修改的变量。为了防止出现线程某甲试图访问一共享变量时，线程某乙正在对其进行修改。引入了互斥量

互斥量的基本概念

互斥量是个类对象，理解成一把锁，多个线程尝试使用lock()成员函数来枷锁这个锁，是有一个线程可以锁成功，成功的标志是返回
如果没有锁成功，那么流程卡在lock这里不断尝试去锁

互斥量的使用

#include <iostream>
#include <string>
#include <thread>
#include <vector>
#include <list>
#include <mutex>
using namespace std;
class A {
public:
    //把收到的消息(玩家命令)  入到一个队列的线程
    void inMsgRecvQueue()
    {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                cout << "inMsgRecvQueue执行，插入一个元素" << i << endl;
                my_mutex.lock();
                msgRecvQueue.push_back(i);//假设这个数字就是收到的命令
                my_mutex.unlock();
        }
    }
    int mesg_lock_func(void)
    {
        int ret = 0;
        my_mutex.lock();
        if (!msgRecvQueue.empty()) {
             ret = msgRecvQueue.front();//读头部元素
            msgRecvQueue.pop_front();//移除头部元素
            //处理数据
            //cout << "接收到命令，处理命令" << ret << endl;
        }
        my_mutex.unlock();
        return ret;
    }
    void outMsgRecvQueue()
    {
        int cmd = 0;
        for (int i = 0; i < 1000; i++)
        {
            cmd = mesg_lock_func();
            if (cmd) {
                cout << "接收到命令，处理命令" << cmd << endl;
            }
            else
            {
                cout << "outMsgRecvQueue执行，但目前消息队列为空" << i << endl;
            }
        }
    }
private:
    list<int> msgRecvQueue; //容器，专门用于代表玩家给咱们发送过来的命令
    mutex my_mutex;
};

lock_guard类模板

为什么此处只有一句 lock_guard sbguard(my_mutex);函数即可不出问题

lock_guard原理:

lock_guard创建 sbguard(my_mutex);对象，会有构造函数，在构造函数中进行了my_mutex.lock

在函数执行结束后，局部对象会释放，执行析构函数的时候会执行my_mutex.unlock

    int mesg_lock_func(void)
    {
        int ret = 0;
        //my_mutex.lock();
        lock_guard<mutex> sbguard(my_mutex);
        if (!msgRecvQueue.empty()) {
             ret = msgRecvQueue.front();//读头部元素
            msgRecvQueue.pop_front();//移除头部元素
            //处理数据
            //cout << "接收到命令，处理命令" << ret << endl;
        }
        //my_mutex.unlock();
        return ret;
    }

死锁

死锁的条件:

两个线程同时锁住两把锁， A线程先锁锁1，后锁锁2；B线程先锁锁2，后锁锁1，就会发生死锁

class A {
public:
    //把收到的消息(玩家命令)  入到一个队列的线程
    void inMsgRecvQueue()
    {
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                cout << "inMsgRecvQueue执行，插入一个元素" << i << endl;
                my_mutex1.lock();
                my_mutex2.lock();
                msgRecvQueue.push_back(i);//假设这个数字就是收到的命令
                my_mutex2.unlock();
                my_mutex1.unlock();
        }
    }
    int mesg_lock_func(void)
    {
        int ret = 0;
        my_mutex2.lock();
        my_mutex1.lock();
        //lock_guard<mutex> sbguard(my_mutex);
        if (!msgRecvQueue.empty()) {
             ret = msgRecvQueue.front();//读头部元素
            msgRecvQueue.pop_front();//移除头部元素
            //处理数据
            //cout << "接收到命令，处理命令" << ret << endl;
        }
        my_mutex1.unlock();
        my_mutex2.unlock();
        return ret;
    }
    void outMsgRecvQueue()
    {
        int cmd = 0;
        for (int i = 0; i < 10000; i++)
        {
            cmd = mesg_lock_func();
            if (cmd) {
                cout << "接收到命令，处理命令" << cmd << endl;
            }
            else
            {
                cout << "outMsgRecvQueue执行，但目前消息队列为空" << i << endl;
            }
        }
    }
private:
    list<int> msgRecvQueue; //容器，专门用于代表玩家给咱们发送过来的命令
    mutex my_mutex1;
    mutex my_mutex2;
};

防止死锁的条件:

两个锁的锁的顺序必须相同

lock(mutex1, mutex2);

lock_guard sbguard1(my_mutex1,adopt_lock);’

lock与lock_guard的使用

    int mesg_lock_func(void)
    {
        int ret = 0;
        lock(my_mutex1, my_mutex2);
        lock_guard<mutex> sbguard1(my_mutex1, adopt_lock);
        lock_guard<mutex> sbguard2(my_mutex2, adopt_lock);
        //lock_guard<mutex> sbguard(my_mutex);
        if (!msgRecvQueue.empty()) {
             ret = msgRecvQueue.front();//读头部元素
            msgRecvQueue.pop_front();//移除头部元素
            //处理数据
            //cout << "接收到命令，处理命令" << ret << endl;
        }
        return ret;
    }

到此这篇关于C++详细讲解互斥量与lock_guard类模板及死锁的文章就介绍到这了,更多相关C++互斥量内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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