锁

mutex

mutex 是可以被 lock 的对象，用来保护临界区的

std::mutex mtx;
mtx.lock();
// 临界区
mtx.unlock();

mutex 有 try_lock 方法：加锁失败，不会阻塞

lock

lock 是用来管理 mutex 对象的，在 lock 的「构造函数」中对 mutex进行加锁，在「析构函数」中解锁。

常用的 lock有：lock_guard和 unique_lock。

**lock_guard**：
管理 mutex 对象，构造函数进行加锁，析构函数解锁
这样做的好处是，即使发生了异常也不会出问题

#include <mutex>
std::mutex mtx;
void run() {
    try {
        std::lock_guard<std::mutex> lck(mtx);
        // 临界区
    } catch (...) {}
}

**unique_lock**：
unique_lock 也是类似的，只不过比 lock_guard 灵活

条件变量

条件变量提供了通知和唤醒的机制：

• 调用 wait 使线程自身陷入阻塞态，直到被其他线程唤醒；wait_for 类似，可以设置最长等待时间
• 调用notify_one 唤醒等待的一个线程；notify_all 唤醒等待的所有线程

条件变量需要和锁一起使用：

• 条件变量只提供了等待队列和通知机制，并没有提供互斥机制，所以需要和锁一起使用。考虑多个线程同时调用条件变量的 wait 方法，由于没有锁的互斥保证，一些线程可能无法正确地挂载到等待队列上。
• unique_lock 使用来保护条件变量的

wait(lock)的原理

调用 wait() 的线程，其代码如下：

std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
cdt.wait(lck);

在调用 wait 时，实际相当于执行了如下语句（伪代码）：

// 1. 将当前线程挂载到条件变量的等待队列
cdt.add_to_queue(this_thread);
// 2. 释放锁
lck.unlock();
// 3. 进入阻塞等待
this_thread.wait();
// -------------------
// 4. 被其他线程唤醒
lck.lock();

使用的例子

std::mutex mtx;
std::condition_variable cond;
void thread_A() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    std::cout << "wait" << std::endl;
    cond.wait(lock);
    std::cout << "awake" << std::endl;
}
void thread_B() {
    cond.notify_one();
}
int main() {
    std::thread tA(thread_A, nullptr);
    std::thread_tB(thread_B, nullptr);
    tA.join();
    tB.join();
}