c++锁的说明与分析使用，以及unique_lock和lock_guard的说明与分析使用

关于C++中锁的使用，可以使用mutex来实现。unique_lock和lock_guard都可以用来管理mutex对象的加锁和解锁，其中unique_lock提供了更多的灵活性和可定制性，而lock_guard则更加简单和轻量级。unique_lock可以在构造函数和析构函数中完成mutex的加锁和解锁，同时可以通过成员函数unlock()和lock()手动控制锁的状态。lock_guard则只有构造函数完成加锁，析构函数完成解锁，不提供其他的手动控制锁的状态的方法。建议在多线程环境下使用unique_lock进行锁的管理。

笑话时间：为什么程序员总是喜欢用黑暗系的主题？因为他们喜欢在黑暗中敲代码，以此证明自己是黑客。

相关问题

C++ lock_guard和unique_lock的区别

lock_guard和unique_lock是C++中用于管理互斥锁的两种类。它们之间的主要区别如下：

1. 构造函数和析构函数：lock_guard在构造函数中进行加锁，在析构函数中进行解锁，这意味着它的生命周期与作用域一致。而unique_lock可以在任何时候进行加锁和解锁，因此它的生命周期可以更加灵活地控制。

2. 锁定方式：lock_guard只能使用默认的锁定方式，即在构造函数中立即锁定互斥量，并在析构函数中解锁。而unique_lock可以使用三种不同的锁定方式：
- std::defer_lock：延迟锁定，不会立即锁定互斥量。
- std::try_to_lock：尝试锁定，如果互斥量当前没有被其他线程锁定，则立即锁定互斥量；否则不会阻塞线程。
- std::adopt_lock：假设互斥量已经被当前线程锁定，unique_lock对象在构造时会立即锁定互斥量。

3. 条件变量：unique_lock可以与条件变量一起使用，以实现线程间的同步和通信。它提供了wait()和notify()等方法，可以方便地进行等待和唤醒操作。

综上所述，lock_guard适用于简单的互斥锁场景，使用方便且性能开销较小；而unique_lock则更加灵活，适用于复杂的互斥锁场景，但相应地会有更多的时间和性能开销。

lock_guard与unique_lock源码

lock_guard和unique_lock是C++11中的两种线程安全锁定方式，它们都是用来保护共享资源的，但它们的实现方式略有不同。

lock_guard源码：

template<typename _Mutex>
class lock_guard
{
public:
    typedef _Mutex mutex_type;
    //构造函数，锁定互斥量
    explicit lock_guard(mutex_type& __m) : _M_device(__m)
    {
        _M_device.lock();
    }
    //析构函数，释放互斥量
    ~lock_guard()
    {
        _M_device.unlock();
    }
    //禁止拷贝构造函数和赋值操作符
    lock_guard(const lock_guard&) = delete;
    lock_guard& operator=(const lock_guard&) = delete;
private:
    mutex_type& _M_device;
};

在lock_guard的构造函数中，它会锁定传入的互斥量。在lock_guard的析构函数中，它会释放互斥量。这样，在lock_guard对象的生命周期中，只要它存在，它所锁定的互斥量就不会被其他线程所访问。

unique_lock源码：

template<typename _Mutex>
class unique_lock
{
public:
    typedef _Mutex mutex_type;
    //构造函数
    unique_lock() noexcept
    : _M_device(0), _M_owns(false)
    { }
    explicit unique_lock(mutex_type& __m) noexcept
    : _M_device(std::addressof(__m)), _M_owns(true)
    {
        _M_device->lock();
    }
    unique_lock(mutex_type& __m, defer_lock_t) noexcept
    : _M_device(std::addressof(__m)), _M_owns(false)
    { }
    unique_lock(mutex_type& __m, adopt_lock_t) noexcept
    : _M_device(std::addressof(__m)), _M_owns(true)
    { }
    template<typename _Clock, typename _Duration>
    unique_lock(mutex_type& __m, const chrono::time_point<_Clock, _Duration>& __t)
    : _M_device(std::addressof(__m)), _M_owns(false)
    {
        const auto __now = _Clock::now();
        if (__now < __t)
        {
            const auto __d = chrono::duration_cast<chrono::milliseconds>(__t - __now);
            if (_M_device->try_lock_for(__d))
                _M_owns = true;
        }
    }
    template<typename _Rep, typename _Period>
    unique_lock(mutex_type& __m, const chrono::duration<_Rep, _Period>& __d)
    : _M_device(std::addressof(__m)), _M_owns(false)
    {
        if (_M_device->try_lock_for(__d))
            _M_owns = true;
    }
    //析构函数
    ~unique_lock() noexcept
    {
        if (_M_owns)
            _M_device->unlock();
    }
    //加锁
    void lock()
    {
        if (!_M_owns)
        {
            _M_device->lock();
            _M_owns = true;
        }
    }
    //尝试加锁
    bool try_lock()
    {
        if (!_M_owns && _M_device->try_lock())
        {
            _M_owns = true;
            return true;
        }
        return false;
    }
    //解锁
    void unlock()
    {
        if (_M_owns)
        {
            _M_device->unlock();
            _M_owns = false;
        }
    }
    //释放锁定的互斥量
    mutex_type* release() noexcept
    {
        mutex_type* __t = _M_device;
        _M_device = 0;
        _M_owns = false;
        return __t;
    }
    //获取锁定的互斥量
    mutex_type* mutex() const noexcept
    {
        return _M_device;
    }
    //获取锁定状态
    bool owns_lock() const noexcept
    {
        return _M_owns;
    }
    //禁止拷贝构造函数和赋值操作符
    unique_lock(const unique_lock&) = delete;
    unique_lock& operator=(const unique_lock&) = delete;
private:
    mutex_type* _M_device;
    bool _M_owns;
};

unique_lock相对于lock_guard有更多的构造函数，可以更灵活地操作互斥量。unique_lock的默认构造函数和defer_lock_t构造函数不会锁定互斥量，而adopt_lock_t构造函数会假设当前线程已经锁定互斥量，直接使用。unique_lock还提供了try_lock、unlock、release等成员函数，可以更方便地操作互斥量。

总之，lock_guard和unique_lock的实现方式不同，但它们都可以用来保护共享资源的线程安全。在实际使用中，需要根据需求灵活选择。