使用std::mutex和std::lock_guard可防止多线程数据竞争。1. 包含头文件并声明互斥量保护共享数据;2. 在访问共享数据时用std::lock_guard自动加锁和解锁;3. 多个线程调用受保护函数能保证数据一致性;4. 建议使用RAII避免死锁,按序加锁多个互斥量,合理控制锁粒度,且互斥量不可复制。

在多线程编程中,多个线程同时访问共享数据可能导致数据竞争和未定义行为。C++ 提供了 std::mutex(互斥量)来保护共享资源,确保同一时间只有一个线程可以访问该资源。
1. 包含头文件并声明互斥量
使用 std::mutex 前,需要包含 头文件。然后定义一个互斥量对象,用于保护特定的共享数据。
#include iostream>
#include
#include
int shared_data = 0;
std::mutex mtx; // 互斥量,用于保护 shared_data
2. 在关键代码段加锁保护
每当线程要读写共享数据时,必须先通过 lock() 获取锁,操作完成后调用 unlock() 释放锁。更推荐使用 std::lock_guard,它能自动管理锁的生命周期,避免忘记解锁。
void safe_increment() {
std::lock_guard lock(mtx); // 自动加锁
++shared_data; // 安全修改共享数据
// 离开作用域时自动解锁
}
3. 多线程并发访问示例
创建多个线程同时调用受保护的函数,观察数据一致性。
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void worker() {
for (int i = 0; i safe_increment();
}
}
int main() {
std::thread t1(worker);
std::thread t2(worker);
t1.join();
t2.join();
std::cout return 0;
}
4. 使用建议与注意事项
始终成对使用 lock/unlock:手动加解锁容易出错,优先使用 std::lock_guard 或 std::unique_lock 实现 RAII 管理。 避免死锁:如果需要多个互斥量,应始终按相同顺序加锁。 粒度适中:锁的范围不宜过大,否则影响并发性能;也不宜过小,导致保护不足。 不能复制互斥量:std::mutex 是不可复制和不可移动的,类中包含 mutex 时要注意。
基本上就这些。只要在每次访问共享数据前获取 mutex 锁,并借助 RAII 工具(如 lock_guard),就能有效防止数据竞争,写出线程安全的 C++ 代码。
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