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c++ - 互斥锁示例/教程？

coder 2023-04-26 原文

我是多线程的新手，并试图了解互斥锁的工作原理。做了很多谷歌搜索，但仍然对其工作原理产生了一些疑问，因为我创建了自己的程序，其中锁定不起作用。

互斥锁的一个绝对不直观的语法是 pthread_mutex_lock( &mutex1 );，看起来互斥锁被锁定了，而我真正想要锁定的是其他变量。这种语法是否意味着锁定互斥锁会锁定代码区域，直到互斥锁解锁？那么线程是如何知道该区域被锁定的呢？ [更新:线程知道该区域被锁定，由 Memory Fencing ]。这种现象不应该被称为临界区吗？ [更新:关键部分对象仅在 Windows 中可用，其中对象比互斥锁更快，并且仅对实现它的线程可见。否则，临界区只是指受互斥体保护的代码区域]

简而言之，您能否提供最简单的互斥锁示例程序和最简单的解释来说明其工作原理？我相信这会对很多其他新手有所帮助。

最佳答案

这是我向世界各地的新手解释这个概念的谦虚尝试:(我的博客上也有 color coded version)

很多人跑到一个单独的电话亭(他们没有手机)与亲人交谈。第一个捕获展位门 Handlebars 的人，就是被允许使用电话的人。只要他使用电话，他就必须一直捕获门 Handlebars ，否则别人会捕获 Handlebars ，把他扔出去和他的妻子说话:) 没有这样的排队系统。当这个人打完电话，走出电话亭并离开门 Handlebars 时，下一个捕获门 Handlebars 的人将被允许使用电话。

线程是:每个人
互斥体是:门 Handlebars
锁是:人的手
资源是:电话

任何线程必须执行一些不应被其他线程同时修改的代码行(使用电话与他的妻子交谈)，必须首先获得互斥锁上的锁(捕获门 Handlebars 展位的)。只有这样，一个线程才能运行这些代码行(调用电话)。

一旦线程执行了该代码，它应该释放互斥锁上的锁，以便另一个线程可以获得互斥锁上的锁(其他人可以访问电话亭)。

[在考虑现实世界的独占访问时，拥有互斥锁的概念有点荒谬，但在编程世界中，我想没有其他方法可以让其他线程“看到”一个线程已经存在执行一些代码行。有递归互斥锁等概念，但这个例子只是为了向你展示基本概念。希望这个例子能让你清楚地了解这个概念。]

使用 C++11 线程:

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

std::mutex m;//you can use std::lock_guard if you want to be exception safe
int i = 0;

void makeACallFromPhoneBooth() 
{
    m.lock();//man gets a hold of the phone booth door and locks it. The other men wait outside
      //man happily talks to his wife from now....
      std::cout << i << " Hello Wife" << std::endl;
      i++;//no other thread can access variable i until m.unlock() is called
      //...until now, with no interruption from other men
    m.unlock();//man lets go of the door handle and unlocks the door
}

int main() 
{
    //This is the main crowd of people uninterested in making a phone call

    //man1 leaves the crowd to go to the phone booth
    std::thread man1(makeACallFromPhoneBooth);
    //Although man2 appears to start second, there's a good chance he might
    //reach the phone booth before man1
    std::thread man2(makeACallFromPhoneBooth);
    //And hey, man3 also joined the race to the booth
    std::thread man3(makeACallFromPhoneBooth);

    man1.join();//man1 finished his phone call and joins the crowd
    man2.join();//man2 finished his phone call and joins the crowd
    man3.join();//man3 finished his phone call and joins the crowd
    return 0;
}

使用g++ -std=c++0x -pthread -o thread thread.cpp;./thread

编译运行

您可以使用方括号 as shown here，而不是显式使用 lock 和 unlock , 如果您使用范围锁 for the advantage it provides .作用域锁虽然有轻微的性能开销。

关于c++ - 互斥锁示例/教程？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/4989451/

互斥ampsectionstrongc++cmultithreadingsynchronizationmutex

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