要點

• 鎖+雙重判斷的技法

• 竟態(tài)條件：多線程程序執(zhí)行的結果一致，不會隨著CPU對線程不同的調用順序

線程間安全實例——3個窗口同時賣票

線程不安全的代碼如下

int ticketCount = 100; // 100張車票
// 模擬10個窗口同時賣票
void sellTicket(int index)
{
	while (ticketCount > 0)
	{
		//cout << "窗口：" << index << "賣出第：" << ticketCount << "張票" << endl;
		cout << ticketCount << endl; // 打印當前剩余票數(shù)
		ticketCount--;
		std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
	}
}
int main()
{
	list<std::thread> tlist;
	for (int i = 1; i <= 3; ++i)
	{
		tlist.push_back(std::thread(sellTicket, i));
	}

	for (std::thread& t : tlist)
	{
		t.join();
	}

	cout << "所有窗口賣票結束!" << endl;
	return	0;
}

輸出的部分結果里有很多重復的數(shù)字，相當于同一張票被賣出多次，原因在于

ticketCount–; 是線程不安全的，理由如下

某一時刻ticketCount = 99，thread1此時調用ticketCount–,執(zhí)行到sub eax時執(zhí)行線程切換到另一個線程thread2中，此時ticketCount仍為99，執(zhí)行完3條匯編后ticketCount = 98，此時再切換回thread1，繼續(xù)執(zhí)行完后面匯編，也使ticketCount = 98,這里就導致同時輸出兩次98；

解決方法

保證某一線程ticketCount–沒做完，其他線程不允許做ticketCount–操作，可以使用加mutex互斥鎖的方法：

void sellTicket(int index)
{
	mtx.lock();
	while (ticketCount > 0)
	{
		//cout << "窗口：" << index << "賣出第：" << ticketCount << "張票" << endl;
		cout << ticketCount << endl; // 打印當前剩余票數(shù)
		ticketCount--;
		std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
	}
	mtx.unlock();
}

但是這樣的加鎖問題在于鎖粒度太大，可以進一步縮小，采用鎖+雙重判斷的方法：

void sellTicket(int index)
{
	while (ticketCount > 0)
	{
		mtx.lock();
		if (ticketCount > 0) // !!!
		{
			cout << "窗口：" << index << "賣出第：" << ticketCount << "張票" << endl;
			//cout << ticketCount << endl; // 打印當前剩余票數(shù)
			ticketCount--;
		}
		mtx.unlock();
		std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
	}
}

這里if (ticketCount > 0) 判斷必須加，如果不加，當ticketCount = 1時，切換到其他線程賣完后ticketCount = 0 ，切換回原線程繼續(xù)賣票就變成可以賣第0張票，不合法

lock_guard和unique_lock

lock_guard

lock_guard不能用在函數(shù)參數(shù)傳遞或返回過程中，只能用在簡單的臨界區(qū)代碼段互斥操作；

類似于scoped_str；

lock_guard是對std::mutex的封裝，拷貝構造和賦值函數(shù)被delete,它是RAII技術的實踐，創(chuàng)建對象時就加鎖，出作用域析構調用解鎖，用lock_guard替換上面案例的mutex:

void sellTicket(int index)
{
	while (ticketCount > 0)
	{
		//mtx.lock();
		{
			lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 
			if (ticketCount > 0)
			{
				cout << "窗口：" << index << "賣出第：" << ticketCount << "張票" << endl;
				ticketCount--;
			}
		} 
		//mtx.unlock();
		std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
	}
}

unique_lock

unique_lock不僅可用在函數(shù)參數(shù)傳遞或返回過程中,還能用在函數(shù)調用中，如 和條件變量函數(shù)一起使用：

unique_lock<std::mutex> lck(mtx);

cv.wait(lck); // => #1.使線程進入等待狀態(tài) #2.lck.unlock可以把mtx給釋放掉

unique_lock 也是對mutex的封裝，它也可以像lock_guard一樣使用，同時它支持手動調用lock 和unlock,會幫助檢查是否忘記調用unlock，使用例子如下：文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-438224.html

void sellTicket(int index)
{
	while (ticketCount > 0)
	{
		{
			unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
			lck.lock();
			if (ticketCount > 0)
			{
				cout << "窗口：" << index << "賣出第：" << ticketCount << "張票" << endl;
				ticketCount--;
			}
			lck.unlock();
		} 
		std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
	}
}

到了這里，關于線程間互斥-mutex互斥鎖和lock_guard的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！