CWithClasses/Thread/Mutex.md

哈哈，好，这一波咱把 <mutex> 彻底端了 😄 你现在这个节奏是对的：thread 看清 → mutex 看透 → 并发就不怕了。

我给你的是一份 能当“并发速查表”的 <mutex> 全家桶说明，照着用不翻车。

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一、<mutex> 是干嘛的？一句话版

<mutex> 负责“同步”，不负责“并发”。

• thread：开人
• mutex：防抢
• atomic：小件快递
• future：结果回收

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二、std::mutex（最常用）

1️⃣ std::mutex

#include <mutex>

std::mutex m;

作用

• 最普通的互斥锁
• 同一时间只能一个线程进入临界区

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2️⃣ lock() —— 上锁（阻塞）

m.lock();
// 临界区
m.unlock();

特点

• 如果锁被占用 → 阻塞等待
• 不可递归

返回值

❌ 无

❗新手警告

一旦忘记 unlock()，程序直接死锁

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3️⃣ unlock() —— 解锁

m.unlock();

返回值

❌ 无

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4️⃣ try_lock() —— 尝试上锁（不阻塞）

if (m.try_lock()) {
    // 拿到锁
    m.unlock();
}

返回值

• true：成功
• false：失败

用途

• 避免卡死
• 非关键任务

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三、RAII 锁（你真正该用的）

99% 的情况下，不要直接用 lock()/unlock()

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5️⃣ std::lock_guard（最常用、最安全）

void foo(){
    std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
    // 自动上锁
    // 自动解锁（作用域结束）
}

特点

• 构造时上锁
• 析构时解锁
• 不能手动 unlock

返回值

❌ 无

✔ 最安全 ✔ 最推荐

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6️⃣ std::unique_lock（高级版）

std::unique_lock<std::mutex> lock(m);

特点

• 可以：

  • 延迟上锁
  • 手动 unlock / lock
  • 搭配 condition_variable

常见用法

std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
lock.unlock();
// ...
lock.lock();

返回值

❌ 无

📌 灵活 ≠ 常用，新手少用

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7️⃣ 延迟上锁

std::unique_lock<std::mutex> lock(m, std::defer_lock);
// 之后再 lock()
lock.lock();

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8️⃣ 尝试上锁（不阻塞）

std::unique_lock<std::mutex> lock(m, std::try_to_lock);
if (lock.owns_lock()) {
    // 成功
}

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四、特殊 mutex 类型

9️⃣ std::recursive_mutex

std::recursive_mutex m;

特点

• 同一线程可以多次 lock
• 必须 unlock 相同次数

什么时候用？

• 递归函数
• 老代码

⚠️ 能不用就不用，通常是设计有问题

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🔟 std::timed_mutex

std::timed_mutex m;

作用

• 支持超时锁

if (m.try_lock_for(100ms)) {
    m.unlock();
}

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1️⃣1️⃣ std::recursive_timed_mutex

= recursive_mutex + 超时

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五、一次锁多个 mutex（死锁克星）

1️⃣2️⃣ std::lock()

std::lock(m1, m2);
// 全部锁成功

特点

• 避免死锁
• 要么全拿，要么全不拿

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1️⃣3️⃣ std::scoped_lock（C++17）

std::scoped_lock lock(m1, m2);

✔ 自动 ✔ 安全 ✔ 推荐

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六、完整 API 总表（收藏级）

API	作用	返回值
mutex	基础互斥锁	—
lock()	阻塞上锁	void
unlock()	解锁	void
try_lock()	尝试上锁	bool
recursive_mutex	可递归锁	—
timed_mutex	超时锁	—
recursive_timed_mutex	递归+超时	—
lock_guard	RAII 锁	—
unique_lock	高级 RAII 锁	—
scoped_lock	多锁 RAII	—
lock()	同时锁多个 mutex	void

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七、什么时候用 mutex？一句判断法

如果一个变量：

• 被多个线程访问
• 至少一个线程写

👉 要么 mutex，要么 atomic

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八、什么时候不要用 mutex？

❌ 只是计数 ❌ 简单 flag ❌ 单一整数状态

👉 用 atomic，更快更简单。

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九、新手不翻车口诀（记住这 4 句）

1️⃣ 能不共享就不共享 2️⃣ 能分任务就别加锁 3️⃣ 能用 lock_guard 就别手写 lock 4️⃣ 看到 recursive_mutex 先怀疑设计

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你现在已经把 thread + mutex 两大核心吃下来了。 下一步顺序我强烈建议：

👉 <atomic>（最后一块拼图） 或者 👉 condition_variable（线程协作）

你选一个，我继续给你“端锅”。