2025年什么是互斥锁？怎么运用互斥锁？

科技前沿 • 2025-03-01 21:42 • 阅读 49

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1、什么是互斥锁？

互斥锁是（Mutex）是一种用于多线程编程的同步原语，用于确保在多个线程访问共享资源时的互斥性。

在多线程环境中，当多个线程同时访问共享资源时，可能会导致数据的竞争和不一致问题。为了避免这种问题，需要确保在任何时候只有一个线程能够访问共享资源，而其他线程需要等待直到资源可用。

互斥锁提供这样一种机制，即在某个线程访问共享资源时，它会有互斥锁，其他线程需要等待互斥锁的释放才能访问共享资源。一旦线程完成对共享资源的访问，它会释放互斥锁，以便其他线程可以获取互斥锁并访问共享资源。

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2、互斥锁的基本操作包括两个重要的步骤：加锁和解锁

加锁（Lock）:当一个线程需要访问共享资源时，它会尝试获取互斥锁。如果互斥锁当前没有被其他线程持有，那么该线程就能够获取互斥锁，继续执行访问共享资源的代码。如果互斥锁已经被其他线程持有，那么该线程会进入堵塞状态，等待互斥锁的释放。

解锁（Unlock）:当一个线程完成对共享资源的访问时，它会释放互斥锁，以便其他线程可以获取互斥锁并访问共享资源。

3、示例代码

main.cpp

#include <iostream> #include <thread> #include <mutex> std::mutex mtx; int sharedResource = 0; void increment() { for (int i=0; i<5; ++i){ std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 使用 std::lock_guard 创建互斥锁的作用域，确保每次只有一个线程可以访问 sharedResource sharedResource++; std::cout << "Increatmented, value: " << sharedResource << std::endl; } // 在作用域结束时，std::lock_guard 会自动释放互斥锁 } void decrement() { for (int i=0; i< 5; ++i){ std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); sharedResource--; std::cout << "Decremented, value: " << sharedResource << std::endl; } } int main() { // 创建了两个线程 t1 和 t2 std::thread t1(increment); std::thread t2(decrement); // 等待这两个线程的执行结束 t1.join(); t2.join(); std::cout << "Final shared resource value: " << sharedResource << std::endl; return 0; }

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CmakeList.txt

讯享网cmake_minimum_required(VERSION 3.5) project(untitled2 LANGUAGES CXX) set(CMAKE_CXX_STANDARD 17) set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON) find_package(Threads REQUIRED) add_executable(untitled2 main.cpp) #include(GNUInstallDirs) #install(TARGETS untitled2 # LIBRARY DESTINATION ${CMAKE_INSTALL_LIBDIR} # RUNTIME DESTINATION ${CMAKE_INSTALL_BINDIR} #) target_link_libraries(untitled2 Threads::Threads)

程序输出

23:12:22: Starting /home/lrj/build-untitled2-Desktop_Qt_5_15_2_GCC_64bit-Debug/untitled2... Increatmented, value: 1 Increatmented, value: 2 Increatmented, value: 3 Increatmented, value: 4 Increatmented, value: 5 Decremented, value: 4 Decremented, value: 3 Decremented, value: 2 Decremented, value: 1 Decremented, value: 0 Final shared resource value: 0 23:12:22: /home/lrj/build-untitled2-Desktop_Qt_5_15_2_GCC_64bit-Debug/untitled2 退出，退出代码: 0

由输出信息可见，increament对共享资源访问的时候，decrement是堵塞的。