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C++如何使用互斥锁(mutex)保护共享数据

C++如何使用互斥锁(mutex)保护共享数据

在现代C++开发中，多线程编程已经成为提升程序性能的重要手段。然而，多个线程同时访问同一块共享数据时，若不加控制，极易引发数据竞争（data race），导致程序行为不可预测，甚至崩溃。为解决这一问题，C++标准库提供了 std::mutex 工具，用于实现线程间的互斥访问，确保共享资源的安全读写。设想一个简单的场景：两个线程同时对一个全局计数器进行递增操作。如果没有同步机制，两个线程可能在同一时刻读取相同的值，各自加1后再写回，最终结果只增加了1，而不是预期的2。这种问题正是我们需要互斥锁来避免的典型情况。std::mutex 是C++11引入的标准库组件，定义在 <mutex> 头文件中。它提供了一种“锁”的机制：当一个线程成功获取锁后，其他试图获取该锁的线程将被阻塞，直到持有锁的线程释放它。这样就能保证在任意时刻，最多只有一个线程可以进入临界区——即访问共享资源的代码段。下面是一个使用 std::mutex 保护共享数据的完整示例：cppinclude include include include int sharedcounter = 0; std::mut...

2025年11月14日

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C++如何使用互斥锁（std::mutex）保护共享数据

C++如何使用互斥锁（std::mutex）保护共享数据

在现代C++开发中，多线程编程已成为提升程序性能的重要手段。然而，多个线程同时访问和修改共享数据时，极易引发数据竞争（data race），导致程序行为不可预测甚至崩溃。为确保线程安全，必须对共享资源进行有效保护。其中，std::mutex 是C++标准库中最基础且最常用的同步机制之一，它通过互斥锁的方式防止多个线程同时进入临界区，从而保障数据的一致性与完整性。std::mutex 定义在 <mutex> 头文件中，其核心作用是提供一种“互斥”访问的机制。当一个线程成功调用 lock() 方法获取锁后，其他试图获取同一互斥锁的线程将被阻塞，直到持有锁的线程调用 unlock() 释放锁。这种机制确保了在同一时刻，只有一个线程能够执行被保护的代码段，也就是所谓的“临界区”。考虑一个典型的场景：两个线程同时对一个全局整型变量进行递增操作。假设该变量初始值为0，每个线程执行1000次自增。理想情况下，最终结果应为2000。但若不加任何同步措施，由于读取、修改、写入这三个步骤并非原子操作，多个线程可能同时读取到相同的旧值，导致部分递增操作丢失，最终结果小于预期。cppincl...

2025年11月13日

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悠悠楠杉

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2024-11-20

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