c++中的mutex互斥锁怎么用_c++多线程互斥锁使用方法_技术教程

c++中的mutex互斥锁怎么用_c++多线程互斥锁使用方法

发布时间：2025-11-06

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使用std::mutex需包含头文件并定义互斥锁对象；2. 手动调用lock()/unlock()易因异常导致死锁，不推荐；3. 推荐使用std::lock_guard，利用RAII机制自动加解锁，确保异常安全；4. 多线程示例中，lock_guard保护共享计数器递增，避免数据竞争，最终结果正确。

在C++多线程编程中，std::mutex 是用于保护共享资源不被多个线程同时访问的核心工具。使用互斥锁可以避免数据竞争，保证线程安全。下面介绍其基本用法和常见模式。

1. 包含头文件并声明互斥锁

要使用互斥锁，需包含头文件，并定义一个 std::mutex 对象：

#include 
#include 
#include 

std::mutex mtx;  // 全局互斥锁
int shared_data = 0;

2. 使用 lock() 和 unlock() 手动加锁解锁

最基础的方式是调用 lock() 加锁，操作完后调用 unlock() 解锁：

void unsafe_function() {
    mtx.lock();           // 加锁
    shared_data++;        // 安全访问共享数据
    std::cout << "Data: " << shared_data << std::endl;
    mtx.unlock();         // 解锁
}

注意：如果在 lock() 和 unlock() 之间发生异常或提前 return，unlock() 可能不会执行，导致死锁。因此不推荐直接使用这种方式。

3. 使用 std::lock\_guard 自动管理锁

更安全的做法是使用 std::lock_guard，它利用 RAII（资源获取即初始化）机制，在构造时加锁，析构时自动解锁：

void safe_function() {
    std::lock_guard guard(mtx);  // 构造时自动 lock()
    shared_data++;
    std::cout << "Data: " << shared_data << std::endl;
    // 离开作用域时自动 unlock()
}

即使函数中途抛出异常，lock_guard 的析构函数也会释放锁，确保不会死锁。

4. 在多线程中使用互斥锁示例

完整示例：创建多个线程对共享变量进行递增操作：

#include 
#include 
#include 
#include 

std::mutex mtx;
int counter = 0;

void increment(int n) {
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        std::lock_guard guard(mtx);
        counter++;
    }
}

int main() {
    std::vector threads;
    const int num_threads = 10;
    const int inc_per_thread = 1000;

    for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {
        threads.emplace_back(increment, inc_per_thread);
    }

    for (auto& t : threads) {
        t.join();
    }

    std::cout << "Final counter value: " << counter << std::endl;  // 应为 10000
    return 0;
}

如果没有互斥锁，counter++ 可能出现竞态条件，结果小于预期。加上锁后，每次只有一个线程能修改 counter，保证了正确性。

基本上就这些。合理使用 mutex 配合 lock_guard，就能写出线程安全的 C++ 代码。关键是避免手动调用 lock/unlock，优先使用 RAII 封装。

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