0

0

c++如何处理多线程竞争条件_c++互斥锁mutex实战【实战】

裘德小鎮的故事

裘德小鎮的故事

发布时间:2026-02-18 11:48:01

|

313人浏览过

|

来源于php中文网

原创

std::mutex不可拷贝因其拷贝构造函数和赋值操作符被显式删除,常见错误包括将其作为可拷贝类成员或在lambda中值捕获;应使用引用/指针传递或禁用拷贝。

c++如何处理多线程竞争条件_c++互斥锁mutex实战【实战】

为什么 std::mutex 不能直接拷贝?

因为 std::mutex 是非可复制(non-copyable)类型,它的拷贝构造函数和赋值操作符被显式删除了。一旦你写 std::mutex m2 = m1; 或把 std::mutex 成员放进一个支持拷贝的类里,编译器会报错:use of deleted function ‘std::mutex::mutex(const std::mutex&)’

常见踩坑场景:

  • 试图把 std::mutex 作为结构体/类的成员,并让该结构体支持默认拷贝(比如传值给线程函数)
  • 在 lambda 中按值捕获含 std::mutex 的对象
  • 误以为 std::shared_mutexstd::recursive_mutex 可以拷贝——它们同样不可拷贝

正确做法是:只用引用或指针传递 std::mutex,或将其声明为类的成员并禁用拷贝(靠 = delete 显式约束)。

如何避免 std::mutex 忘记解锁导致死锁?

手动调用 mtx.lock()mtx.unlock() 极易出错:异常路径下 unlock() 可能被跳过,后续线程永远卡住。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

必须用 RAII 封装:

  • 优先使用 std::lock_guard<:mutex></:mutex>:构造即加锁,析构自动解锁,无异常安全问题
  • 需要延迟加锁或手动控制时,用 std::unique_lock<:mutex></:mutex>,但务必确认它在作用域结束前不被提前 release()move 出去
  • 别在 lock_guard 作用域内调用可能抛异常的函数而不包裹 try/catch——虽然它本身安全,但逻辑错误仍会导致数据不一致

示例:

知了追踪
知了追踪

AI智能信息助手,智能追踪你的兴趣资讯

下载
void increment_counter() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 自动管理生命周期
    counter++; // 即使这里抛异常,mtx 也会被正确释放
}

多个互斥锁一起用时,怎么防止死锁?

当两个线程分别按不同顺序获取 mtx_amtx_b,就可能 A 持有 a 等 b、B 持有 b 等 a,形成环路死锁。

解决方法不是“加个超时”,而是统一加锁顺序:

  • 给所有互斥锁定义全局唯一序号(比如按地址哈希、或按变量名约定),总是按升序获取
  • std::scoped_lock(C++17 起)一次性获取多个锁,它内部已实现无死锁的原子加锁序列
  • 避免在持有一个锁时再去获取另一个锁——尽量拆分临界区,或用更细粒度锁(如每个容器元素配一个锁)

示例(推荐):

std::mutex mtx_a, mtx_b;
void transfer() {
    std::scoped_lock lock(mtx_a, mtx_b); // 安全,不会死锁
    // …操作共享资源
}

std::mutexstd::atomic 到底该选哪个?

不是“互斥锁 vs 原子操作”的二选一,而是看访问模式是否真正需要锁语义。

std::atomic 适合简单读-改-写(如计数器增减、标志位切换),且操作本身是单条 CPU 指令或带内存序保障的复合指令;std::mutex 用于保护一段**多步逻辑**(比如先查 map 是否存在、再插入、再更新统计),中间不能被其他线程打断。

容易混淆的点:

  • std::atomic<int></int> 保证 ++ 原子,但不保证 if (x > 0) x--; 整体原子——这必须用 std::mutex
  • std::vectorstd::map 的任何非 const 成员函数调用(包括 size()find())都需外部同步,std::atomic 对容器本身无效
  • 过度使用 std::mutex 会拖慢性能;滥用 std::atomic(尤其带 memory_order_seq_cst)也可能比轻量锁还重

真正难处理的是“部分共享状态 + 复杂不变式”,这时候往往得回归 std::mutex,并把不变式检查和修复逻辑明确写进临界区内。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
if什么意思
if什么意思

if的意思是“如果”的条件。它是一个用于引导条件语句的关键词,用于根据特定条件的真假情况来执行不同的代码块。本专题提供if什么意思的相关文章,供大家免费阅读。

817

2023.08.22

c语言const用法
c语言const用法

const是关键字,可以用于声明常量、函数参数中的const修饰符、const修饰函数返回值、const修饰指针。详细介绍:1、声明常量,const关键字可用于声明常量,常量的值在程序运行期间不可修改,常量可以是基本数据类型,如整数、浮点数、字符等,也可是自定义的数据类型;2、函数参数中的const修饰符,const关键字可用于函数的参数中,表示该参数在函数内部不可修改等等。

547

2023.09.20

golang结构体相关大全
golang结构体相关大全

本专题整合了golang结构体相关大全,想了解更多内容,请阅读专题下面的文章。

344

2025.06.09

golang结构体方法
golang结构体方法

本专题整合了golang结构体相关内容,请阅读专题下面的文章了解更多。

198

2025.07.04

string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

770

2023.08.02

int占多少字节
int占多少字节

int占4个字节,意味着一个int变量可以存储范围在-2,147,483,648到2,147,483,647之间的整数值,在某些情况下也可能是2个字节或8个字节,int是一种常用的数据类型,用于表示整数,需要根据具体情况选择合适的数据类型,以确保程序的正确性和性能。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

572

2024.08.29

c++怎么把double转成int
c++怎么把double转成int

本专题整合了 c++ double相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

254

2025.08.29

C++中int的含义
C++中int的含义

本专题整合了C++中int相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

210

2025.08.29

pixiv网页版官网登录与阅读指南_pixiv官网直达入口与在线访问方法
pixiv网页版官网登录与阅读指南_pixiv官网直达入口与在线访问方法

本专题系统整理pixiv网页版官网入口及登录访问方式,涵盖官网登录页面直达路径、在线阅读入口及快速进入方法说明,帮助用户高效找到pixiv官方网站,实现便捷、安全的网页端浏览与账号登录体验。

561

2026.02.13

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
C# 教程
C# 教程

共94课时 | 9.6万人学习

C 教程
C 教程

共75课时 | 4.8万人学习

C++教程
C++教程

共115课时 | 18.2万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号