使用std::mutex和std::lock_guard可有效防止多线程数据竞争。首先包含头文件并声明互斥锁；在访问共享数据前通过std::lock_guard自动加锁，作用域结束时自动释放；创建多个线程调用受保护函数，确保最终结果正确；注意避免长时间持锁、在锁内执行阻塞操作，并将mutex与共享数据封装在一起，防止死锁。正确使用mutex是实现线程安全的基础。
在C++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。为了保证数据的一致性和线程安全，可以使用 std::mutex（互斥锁）来保护共享资源。下面介绍如何正确使用 mutex 来避免并发访问问题。
1. 包含头文件并声明互斥锁
要使用互斥锁，需要包含 头文件，并声明一个 std::mutex 对象。通常这个 mutex 和它所保护的数据应保持紧密关联。
#include #include #include #includeint shared_data = 0;std::mutex mtx; // 全局互斥锁，用于保护 shared_data
2. 在关键代码段加锁保护
任何线程在访问共享数据前，必须先获取锁，操作完成后立即释放锁。推荐使用 std::lock_guard 实现 RAII 管理，自动加锁和解锁，防止忘记解锁或异常导致死锁。
void safe_increment() { std::lock_guard lock(mtx); // 自动加锁 ++shared_data; // 操作共享数据} // lock 超出作用域时自动释放
3. 创建多线程验证保护效果
启动多个线程反复调用受保护的函数，观察最终结果是否正确。如果没有 mutex，结果会小于预期；加上锁后，结果准确。
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int main() { std::vector threads; const int num_threads = 10; const int increments_per_thread = 1000;// 创建 10 个线程，每个线程执行 1000 次自增for (int i = 0; i < num_threads; ++i) { threads.emplace_back([&]() { for (int j = 0; j < increments_per_thread; ++j) { safe_increment(); } });}// 等待所有线程完成for (auto& t : threads) { t.join();}std::cout << "Final value of shared_data: " << shared_data << std::endl;// 正确结果应为 10 * 1000 = 10000return 0;
}
4. 注意事项与最佳实践
避免长时间持有锁，只在必要时锁定共享数据操作部分不要在持有锁时执行可能阻塞的操作（如 I/O、等待另一个线程）尽量使用 std::lock_guard 或 std::unique_lock 进行自动管理如果共享数据是类成员，建议将 mutex 作为类的私有成员变量封装在一起避免多个 mutex 使用不当引发死锁，必要时使用 std::lock() 一次性锁定多个锁
基本上就这些。只要在访问共享变量前通过 lock_guard 加锁，就能有效防止数据竞争。mutex 是 C++ 多线程中最基础也最关键的同步工具之一，掌握其用法对编写线程安全程序至关重要。
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