C++多线程之互斥量-白红宇

C++多线程之互斥量

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发布时间：2019-03-17

本文共 3354 字，大约阅读时间需要 11 分钟。

在学习互斥量之前，我们要清楚什么情况下需要使用互斥量，第一个例子中有一段共享数据g_v，在main()函数中创建了10个线程，这10个线程的入口函数均为myprint()，在函数中打印出共享数据，代码如下：

#include#include
    
     #include
     
      #include
      
       #include
       
        #include
        
         #include
         
          using namespace std;vector
          
            g_v = { 1,2,3 }; //共享数据void myprint(int inum){ //多个线程可以用同一个线程入口函数 /*cout << "myprint线程开始执行，线程编号是：" << inum << endl; cout << "myprint线程结束了，线程编号是：" << inum << endl;*/ cout << "id=" << this_thread::get_id() << "的线程，打印g_v值" << g_v[0] << g_v[1] << g_v[2] << endl; return;}int main(){ //创建和等待多个线程 vector
           
             mythread; for (int i = 0; i < 10; i++) { mythread.push_back(thread(myprint, i));//创建并开始执行线程 } for (auto iter = mythread.begin(); iter!=mythread.end();iter++) { iter->join(); } cout << "main thread gg" << endl; //数据共享问题 return 0;}

运行结果如下：

可以看到程序正常运行，说明只读数据的共享是安全稳定的，不需要特别的处理手段

我们再来看看有读有写的数据的情况，程序背景如下：

–>模拟一个网络游戏服务器，

服务器有两个线程，一个线程用于收集玩家命令（范例中简化用一个数组代表），并把命令写到一个队列中。

另一个线程用于从队列中取出玩家发出的命令，解析，执行玩家需要的动作。

代码如下：

#include#include
    
     #include
     
      #include
      
       #include
       
        #include
        
         #include
         
          using namespace std;class A{public: //线程一，入队列 void inMsgRecvQ() { for (int i = 0; i < 100000; i++) { cout << "接收消息的线程执行，插入一个元素 " << i << endl; msgRecvQ.push_back(i);//假设数字i就是玩家收到的命令 } } //线程二，从消息队列中去数据 void outMsgRecvQ() { for (int i = 0; i < 100000; i++) { if (!msgRecvQ.empty()) { //表示消息队列不为空 int command = msgRecvQ.front();//返回第一个元素，但不检查元素是否存在 msgRecvQ.pop_front(); //移除第一个元素，不返回 } else { cout << "读取消息队列执行，但目前队列中没有信息！ " << i << endl; } } cout << "线程二执行完毕！" << endl; }private: list
          
            msgRecvQ;//容器，用于接收玩家发过来的命令};int main(){ A myTask; thread myOutMsgThread(&A::outMsgRecvQ, &myTask);//第二个参数是引用类型，这样才能保证线程里用的是同一个对象 thread myInMsgThread(&A::inMsgRecvQ, &myTask); myInMsgThread.join(); myOutMsgThread.join(); return 0;}

执行结果如下：

处理程序奔溃，因为在线程二读取队列内容时线程一也在插入数据，导致了不确定性。最简单的处理是读写不能同时进行，不能同时写，不能同时读。为了保护共享数据我们引入了“互斥量mutex”，

先lock(),操作共享数据，再unlock(),lock()和unlock()必须成对使用。

在使用mutex前，先声明mutex my_mutex;具体使用如下：

#include#include
    
     #include
     
      #include
      
       #include
       
        #include
        
         #include
         
          using namespace std;class A{public: //线程一，入队列 void inMsgRecvQ() { for (int i = 0; i < 100000; i++) { cout << "接收消息的线程执行，插入一个元素 " << i << endl; my_mutex.lock(); msgRecvQ.push_back(i);//假设数字i就是玩家收到的命令 my_mutex.unlock(); } } bool outMsgDispose(int &command) { my_mutex.lock(); if (!msgRecvQ.empty()) { //表示消息队列不为空 int command = msgRecvQ.front();//返回第一个元素，但不检查元素是否存在 msgRecvQ.pop_front(); //移除第一个元素，不返回 my_mutex.unlock(); return true; } my_mutex.unlock(); return false; } //线程二，从消息队列中去数据 void outMsgRecvQ() { int comment = 0; for (int i = 0; i < 100000; i++) { bool result = outMsgDispose(comment); if (result==true) { cout << "线程一执行，取出一个元素" << comment << endl; } else { cout << "读取消息队列执行，但目前队列中没有信息！ " << i<

msgRecvQ;//容器，用于接收玩家发过来的命令 mutex my_mutex;};int main(){ A myTask; thread myOutMsgThread(&A::outMsgRecvQ, &myTask);//第二个参数是引用类型，这样才能保证线程里用的是同一个对象 thread myInMsgThread(&A::inMsgRecvQ, &myTask); myInMsgThread.join(); myOutMsgThread.join(); return 0;}

正常运行，如下：

为了防止大家忘记unlock(),C++中引入了std::lock_guard的类模板。

std::lock_guard可以直接取代lock()和unlock(),也就是说你使用lock_guard()后就不能使用lock()和unlock()了。

lock_guard my_guard(my_mutex);

lock_guard构造函数里执行了mutex::lock(),析构函数里执行了mutex::unlock().

程序也能正常运行。

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