C++詳細講解互斥量與lock_guard類模板及死鎖

更新時間：2022年07月02日 09:22:31 作者：zzsyxl

線程的主要優(yōu)勢在于，能夠通過全局變量來共享信息。不過，這種便捷的共享是有代價的：必須確保多個線程不會同時修改同一變量，或者某一線程不會讀取正由其他線程修改的變量。為了防止出現(xiàn)線程某甲試圖訪問一共享變量時，線程某乙正在對其進行修改。引入了互斥量

互斥量的基本概念

互斥量是個類對象，理解成一把鎖，多個線程嘗試使用lock()成員函數(shù)來枷鎖這個鎖，是有一個線程可以鎖成功，成功的標志是返回
如果沒有鎖成功，那么流程卡在lock這里不斷嘗試去鎖

互斥量的使用

#include <iostream>
#include <string>
#include <thread>
#include <vector>
#include <list>
#include <mutex>
using namespace std;
class A {
public:
    //把收到的消息(玩家命令)  入到一個隊列的線程
    void inMsgRecvQueue()
    {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                cout << "inMsgRecvQueue執(zhí)行，插入一個元素" << i << endl;
                my_mutex.lock();
                msgRecvQueue.push_back(i);//假設這個數(shù)字就是收到的命令
                my_mutex.unlock();
        }
    }
    int mesg_lock_func(void)
    {
        int ret = 0;
        my_mutex.lock();
        if (!msgRecvQueue.empty()) {
             ret = msgRecvQueue.front();//讀頭部元素
            msgRecvQueue.pop_front();//移除頭部元素
            //處理數(shù)據(jù)
            //cout << "接收到命令，處理命令" << ret << endl;
        }
        my_mutex.unlock();
        return ret;
    }
    void outMsgRecvQueue()
    {
        int cmd = 0;
        for (int i = 0; i < 1000; i++)
        {
            cmd = mesg_lock_func();
            if (cmd) {
                cout << "接收到命令，處理命令" << cmd << endl;
            }
            else
            {
                cout << "outMsgRecvQueue執(zhí)行，但目前消息隊列為空" << i << endl;
            }
        }
    }
private:
    list<int> msgRecvQueue; //容器，專門用于代表玩家給咱們發(fā)送過來的命令
    mutex my_mutex;
};

lock_guard類模板

為什么此處只有一句 lock_guard sbguard(my_mutex);函數(shù)即可不出問題

lock_guard原理:

lock_guard創(chuàng)建 sbguard(my_mutex);對象，會有構造函數(shù)，在構造函數(shù)中進行了my_mutex.lock

在函數(shù)執(zhí)行結束后，局部對象會釋放，執(zhí)行析構函數(shù)的時候會執(zhí)行my_mutex.unlock

    int mesg_lock_func(void)
    {
        int ret = 0;
        //my_mutex.lock();
        lock_guard<mutex> sbguard(my_mutex);
        if (!msgRecvQueue.empty()) {
             ret = msgRecvQueue.front();//讀頭部元素
            msgRecvQueue.pop_front();//移除頭部元素
            //處理數(shù)據(jù)
            //cout << "接收到命令，處理命令" << ret << endl;
        }
        //my_mutex.unlock();
        return ret;
    }

死鎖

死鎖的條件:

兩個線程同時鎖住兩把鎖， A線程先鎖鎖1，后鎖鎖2；B線程先鎖鎖2，后鎖鎖1，就會發(fā)生死鎖

class A {
public:
    //把收到的消息(玩家命令)  入到一個隊列的線程
    void inMsgRecvQueue()
    {
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                cout << "inMsgRecvQueue執(zhí)行，插入一個元素" << i << endl;
                my_mutex1.lock();
                my_mutex2.lock();
                msgRecvQueue.push_back(i);//假設這個數(shù)字就是收到的命令
                my_mutex2.unlock();
                my_mutex1.unlock();
        }
    }
    int mesg_lock_func(void)
    {
        int ret = 0;
        my_mutex2.lock();
        my_mutex1.lock();
        //lock_guard<mutex> sbguard(my_mutex);
        if (!msgRecvQueue.empty()) {
             ret = msgRecvQueue.front();//讀頭部元素
            msgRecvQueue.pop_front();//移除頭部元素
            //處理數(shù)據(jù)
            //cout << "接收到命令，處理命令" << ret << endl;
        }
        my_mutex1.unlock();
        my_mutex2.unlock();
        return ret;
    }
    void outMsgRecvQueue()
    {
        int cmd = 0;
        for (int i = 0; i < 10000; i++)
        {
            cmd = mesg_lock_func();
            if (cmd) {
                cout << "接收到命令，處理命令" << cmd << endl;
            }
            else
            {
                cout << "outMsgRecvQueue執(zhí)行，但目前消息隊列為空" << i << endl;
            }
        }
    }
private:
    list<int> msgRecvQueue; //容器，專門用于代表玩家給咱們發(fā)送過來的命令
    mutex my_mutex1;
    mutex my_mutex2;
};

防止死鎖的條件:

兩個鎖的鎖的順序必須相同

lock(mutex1, mutex2);

lock_guard sbguard1(my_mutex1,adopt_lock);’

lock與lock_guard的使用

    int mesg_lock_func(void)
    {
        int ret = 0;
        lock(my_mutex1, my_mutex2);
        lock_guard<mutex> sbguard1(my_mutex1, adopt_lock);
        lock_guard<mutex> sbguard2(my_mutex2, adopt_lock);
        //lock_guard<mutex> sbguard(my_mutex);
        if (!msgRecvQueue.empty()) {
             ret = msgRecvQueue.front();//讀頭部元素
            msgRecvQueue.pop_front();//移除頭部元素
            //處理數(shù)據(jù)
            //cout << "接收到命令，處理命令" << ret << endl;
        }
        return ret;
    }

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