C/C - C 锁的管理之 std::lock_guard - 《💻 技术知识库》

简介
描述
什么是锁？
参考文献
拓展阅读

简介

std::lock_guard 简介
这个类是一个互斥量的包装类，用来提供自动为互斥量上锁和解锁的功能，简化了多线程编程，用法如下：

#include <mutex>
std::mutex kMutex;
void function() {
  // 构造时自动加锁
  std::lock_guard<std::mutex> (kMutex);
  // 离开局部作用域，析构函数自动完成解锁功能
}

描述

互斥类的最重要成员函数是lock()和unlock()。在进入临界区时，执行lock()加锁操作，如果这时已经被其它线程锁住，则当前线程在此排队等待。退出临界区时，执行unlock()解锁操作。更好的办法是采用”资源分配时初始化”(RAII)方法来加锁、解锁，这避免了在临界区中因为抛出异常或return等操作导致没有解锁就退出的问题。极大地简化了程序员编写mutex相关的异常处理代码。C++11的标准库中提供了std::lock_guard类模板做mutex的RAII。

std::lock_guard类的构造函数禁用拷贝构造，且禁用移动构造。std::lock_guard类除了构造函数和析构函数外没有其它成员函数。

在std::lock_guard对象构造时，传入的mutex对象(即它所管理的mutex对象)会被当前线程锁住。在lock_guard对象被析构时，它所管理的mutex对象会自动解锁，不需要程序员手动调用lock和unlock对mutex进行上锁和解锁操作。lock_guard对象并不负责管理mutex对象的生命周期，lock_guard对象只是简化了mutex对象的上锁和解锁操作，方便线程对互斥量上锁，即在某个lock_guard对象的生命周期内，它所管理的锁对象会一直保持上锁状态；而lock_guard的生命周期结束之后，它所管理的锁对象会被解锁。程序员可以非常方便地使用lock_guard，而不用担心异常安全问题。

std::lock_guard在构造时只被锁定一次，并且在销毁时解锁。
关于std::mutex的基础介绍可以参考： http://blog.csdn.net/fengbingchun/article/details/73521630

先来个小例子吧：

mutex m;
m.lock();
sharedVariable= getVar();
m.unlock();• 1

在这点代码中，互斥体m确保关键部分sharedVariable= getVar();的访问是顺序的。
顺序意味着：在这种特殊情况下，每个线程按顺序获得对关键部分的访问。
代码很简单，但容易出现死锁。如果关键部分抛出异常或程序员只是忘记解锁互斥锁，则会出现死锁。

使用std::lock_guard，我们可以做到更优雅：

{
  std::mutex m,
  std::lock_guard<std::mutex> lockGuard(m);
  sharedVariable= getVar();
}

这很容易。但是开括号 { 和闭括号 }是啥？
为了保证std::lock_guard生命周期只在这{}里面有效。
也就是说，当生命周期离开临界区时，它的生命周期就结束了。
确切地说，在那个时间点，std::lock_guard的析构函数被调用，是的，互斥体被释放了。过程是全自动的，此外，如果getVar()在sharedVariable = getVar()抛出异常时也会发生。当然，函数体范围或循环范围也限制了对象的生命周期。

什么是锁？

锁是用来保护共享资源（变量或者代码）不被并发访问的一种方法，它只是方法，实际的实现就是 std::mutex 等等的类了。
可以简单的理解为：

当前线程访问一个变量之前，将这个变量放到盒子里锁住，并且当前线程拿着钥匙。这样一来，如果有其他的线程也要访问这个变量，则必须等待当前线程将盒子解锁之后才能访问，之后其他线程在访问这个变量之前也将会再次锁住这个变量。
当前线程执行完后，就将该盒子解锁，这样其他的线程就可以拿到盒子的钥匙，并再次加锁访问这个变量了。

这样就保证了同一时刻只有一个线程可以访问共享资源，解决了简单的线程安全问题。
什么，你还没有遇到过线程安全问题？下面开始我的表演…

C 锁的管理之 std::lock_guard

简介

描述

什么是锁？

参考文献

拓展阅读