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网站制作哈尔滨,photoshop做图网站,荣耀手机品牌介绍,绥芬河建设工程网站在C14中#xff0c;标准库提供了四种互斥锁类型#xff0c;它们均定义在头文件中#xff0c;用于多线程编程中保护共享资源#xff0c;防止数据竞争。以下是具体分类及示例说明#xff1a; std::mutex#xff08;基础互斥锁#xff09; 功能#xff1a;最基本的互斥锁…在C14中标准库提供了四种互斥锁类型它们均定义在头文件中用于多线程编程中保护共享资源防止数据竞争。以下是具体分类及示例说明std::mutex基础互斥锁功能最基本的互斥锁确保同一时间只有一个线程能访问共享资源。特点非递归同一线程重复加锁会导致未定义行为死锁。无超时机制调用lock()时若锁已被占用线程会阻塞直到获取锁。示例cpp#include#include#includestd::mutex mtx;int shared_data 0;void increment() {mtx.lock(); // 加锁shared_data; // 访问共享资源mtx.unlock(); // 解锁}int main() {std::thread t1(increment);std::thread t2(increment);t1.join();t2.join();std::cout Shared data: shared_data std::endl; // 输出 2return 0;}问题手动管理锁易出错如未解锁或异常导致死锁。推荐使用RAII包装类如std::lock_guard或std::unique_lock自动管理锁生命周期。2. std::recursive_mutex递归互斥锁功能允许同一线程多次加锁适用于递归调用场景。特点递归支持同一线程可重复加锁但需对应次数的解锁。无超时机制阻塞式加锁。示例cpp#include#include#includestd::recursive_mutex rmtx;int shared_data 0;void recursive_increment(int n) {rmtx.lock();if (n 0) {shared_data;recursive_increment(n - 1); // 递归调用}rmtx.unlock();}int main() {std::thread t1(recursive_increment, 5);t1.join();std::cout Shared data: shared_data std::endl; // 输出 5return 0;}适用场景函数内部递归调用且需保护共享资源时如递归遍历树结构并修改节点数据。3. std::timed_mutex带超时的互斥锁功能在std::mutex基础上增加超时机制避免无限阻塞。特点支持try_lock_for()尝试在指定时间内获取锁。支持try_lock_until()尝试在指定时间点前获取锁。示例cpp#include#include#include#includestd::timed_mutex tmtx;int shared_data 0;void timed_increment() {if (tmtx.try_lock_for(std::chrono::milliseconds(100))) { // 尝试在100ms内获取锁shared_data;tmtx.unlock();} else {std::cout “Failed to acquire lock within timeout.” std::endl;}}int main() {std::thread t1(timed_increment);std::thread t2(timed_increment);t1.join();t2.join();std::cout Shared data: shared_data std::endl; // 输出 1 或 2取决于锁竞争return 0;}适用场景对实时性要求较高的场景如游戏、高频交易避免因锁竞争导致线程长时间阻塞。4. std::recursive_timed_mutex带超时的递归互斥锁功能结合std::recursive_mutex和std::timed_mutex的特性支持递归调用和超时机制。特点递归支持同一线程可多次加锁。超时支持通过try_lock_for()或try_lock_until()避免无限阻塞。示例cpp#include#include#include#includestd::recursive_timed_mutex rtmtx;int shared_data 0;void recursive_timed_increment(int n) {if (rtmtx.try_lock_for(std::chrono::milliseconds(50))) { // 尝试在50ms内获取锁if (n 0) {shared_data;recursive_timed_increment(n - 1); // 递归调用}rtmtx.unlock();} else {std::cout “Failed to acquire lock within timeout.” std::endl;}}int main() {std::thread t1(recursive_timed_increment, 3);t1.join();std::cout Shared data: shared_data std::endl; // 输出 3 或因超时未完成return 0;}适用场景递归调用且需避免死锁的实时系统如嵌入式开发。总结锁类型 核心特性 适用场景std::mutex 基础互斥非递归无超时 简单临界区保护std::recursive_mutex 递归支持无超时 递归调用保护共享资源std::timed_mutex 带超时非递归 实时系统避免无限阻塞std::recursive_timed_mutex 递归超时 递归调用且需超时控制的场景推荐实践优先使用RAII包装类如std::lock_guard或std::unique_lock自动管理锁生命周期避免手动解锁错误。cppstd::mutex mtx;void safe_increment() {std::lock_guardstd::mutex lock(mtx); // 自动加锁/解锁shared_data;}根据需求选择锁类型无需递归或超时 → std::mutex。递归调用 → std::recursive_mutex。实时性要求高 → std::timed_mutex或std::recursive_timed_mutex。避免锁竞争缩小临界区范围减少锁持有时间提升并发性能。