std::mutex 的底层原理
时间: 2023-12-21 21:05:02 浏览: 40
```std::mutex```是C++标准库中用于实现线程同步的互斥量类。它的底层原理是基于操作系统提供的原子操作和内核态锁机制来实现线程的互斥访问。当一个线程对```std::mutex```进行加锁时,如果锁已经被其他线程占用,该线程将被阻塞,直到锁被释放。当锁被释放后,等待的线程中的一个将被唤醒并获得锁,然后继续执行。
在C++11之前,```std::mutex```的底层实现依赖于操作系统提供的互斥量机制,例如Windows上的临界区、Linux上的pthread_mutex_t等。而在C++11标准中,```std::mutex```的实现更加抽象,可以适配不同的操作系统,并且提供了更好的可移植性和性能。
```std::mutex```的底层原理保证了多个线程对共享资源的互斥访问,从而避免了数据竞争和并发访问的问题。
相关问题
std::mutex和std::recurisve_mutex
std::mutex和std::recursive_mutex是C++标准库中提供的两种互斥量类型。
std::mutex是最基本的互斥量类型,它提供了两个基本操作:lock()和unlock()。多个线程可以竞争同一个std::mutex对象,只有一个线程能够成功获取锁,并进入临界区,其他线程则需要等待。如果一个线程已经持有了std::mutex的锁,并再次尝试获取锁,就会导致死锁。
std::recursive_mutex也提供了相同的lock()和unlock()操作,但与std::mutex不同的是,它允许同一个线程多次获取锁。这意味着一个线程可以多次对std::recursive_mutex进行加锁操作,而不会导致死锁。每次对std::recursive_mutex进行加锁操作,都需要对应的解锁操作。
std::recursive_mutex适用于一些复杂的场景,例如递归函数中需要多次获取同一个锁的情况。但需要注意的是,过度使用std::recursive_mutex可能会增加代码复杂性和性能开销,因此在使用时需要慎重考虑。
std::mutex应用
std::mutex是C++标准库中提供的一种互斥量(mutex)类型,用于实现线程间的互斥访问。它可以用来保护共享资源,确保在同一时间只有一个线程可以访问该资源,从而避免数据竞争和并发访问的问题。
std::mutex的使用步骤如下:
1. 创建一个std::mutex对象,可以通过默认构造函数创建。
2. 在需要保护的代码块前调用std::mutex的lock()成员函数,以获取互斥锁。如果当前锁已经被其他线程占用,则当前线程会被阻塞,直到锁可用。
3. 执行需要保护的代码。
4. 在代码块执行完毕后,调用std::mutex的unlock()成员函数,释放互斥锁,使其他线程可以获取锁并执行相应的代码。
下面是一个使用std::mutex的简单示例:
```cpp
#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
std::mutex mtx; // 创建一个互斥量对象
void printMessage(const std::string& message) {
std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 获取互斥锁
std::cout << message << std::endl; // 打印消息
// 互斥锁会在lock_guard对象析构时自动释放
}
int main() {
std::thread t1(printMessage, "Hello from thread 1");
std::thread t2(printMessage, "Hello from thread 2");
t1.join();
t2.join();
return 0;
}
```
在上面的示例中,我们创建了一个互斥量对象`mtx`,并在`printMessage`函数中使用`std::lock_guard`来获取互斥锁。这样可以确保每次只有一个线程可以打印消息,避免了输出混乱的问题。