【C++多线程编程】（二）之详解锁（lock）和解锁（unlock）

在C++多线程编程中，锁（lock）和解锁（unlock）通常用于管理共享资源的访问，以防止多个线程同时对资源进行修改，从而避免竞态条件（Race Condition）和数据不一致性问题。C++标准库提供了一些工具来实现锁，其中最常用的是互斥锁（std::mutex）和锁卫士（std::lock_guard）。

以下是一个简单的示例，演示了如何在C++中使用互斥锁和锁卫士：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

std::mutex myMutex;  // 定义一个互斥锁

void sharedResourceFunction(int id) {
    // 在代码块中使用锁卫士，lock_guard 在构造时锁住互斥锁，在析构时释放锁
    std::lock_guard<std::mutex> lock(myMutex);

    // 在这个代码块中，对共享资源进行读写操作是安全的
    std::cout << "Thread " << id << " is accessing the shared resource." << std::endl;

    // 在这个代码块结束后，锁会自动释放，即使发生了异常
}

int main() {
    const int numThreads = 3;
    std::thread threads[numThreads];

    for (int i = 0; i < numThreads; ++i) {
        threads[i] = std::thread(sharedResourceFunction, i + 1);
    }

    for (int i = 0; i < numThreads; ++i) {
        threads[i].join();
    }

    return 0;
}

1、std::mutex myMutex;：这一行定义了一个互斥锁对象 myMutex。互斥锁用于保护共享资源，确保在任何时候只有一个线程可以访问它。

2、std::lock_guardstd::mutex lock(myMutex);：这一行创建了一个 std::lock_guard 对象，它在构造时锁住 myMutex，在析构时释放锁。这确保了在进入 sharedResourceFunction 函数时锁被锁住，在函数结束时锁被自动释放。这种自动释放锁的方式避免了忘记手动释放锁的问题。

3、std::cout << “Thread " << id << " is accessing the shared resource.” << std::endl;：在锁保护的代码块中对共享资源进行操作。在这个例子中，只是简单地打印一条信息。

4、std::thread threads[numThreads];：创建了一个包含 numThreads 个线程的数组。

5、threads[i] = std::thread(sharedResourceFunction, i + 1);：创建了多个线程，每个线程都调用 sharedResourceFunction 函数，并传递不同的线程ID（1、2、3）。

6、threads[i].join();：等待所有线程执行完毕。调用 join 保证主线程等待所有子线程执行完毕后再继续执行，防止主线程提前退出导致子线程被强制终止。

总体而言，这个例子演示了如何使用互斥锁和锁卫士确保多个线程对共享资源的安全访问。在实际应用中，需要根据具体情况选择适当的同步机制和锁类型。