c++如何使用互斥锁std::lock_guard和std::unique_lock_c++互斥锁RAII封装用法解析

尼克

发布时间：2025-10-24 12:24:01

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来源于php中文网

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std::lock_guard用于简单场景，构造时加锁、析构时解锁，保证异常安全；std::unique_lock提供更灵活控制，支持延迟加锁、手动解锁及条件变量配合，适用于复杂同步需求。

c++如何使用互斥锁std::lock_guard和std::unique_lock_c++互斥锁raii封装用法解析

在C++多线程编程中，保护共享数据免受并发访问带来的竞争条件是关键任务之一。std::lock_guard 和 std::unique_lock 是对互斥锁（如 std::mutex）的RAII（Resource Acquisition Is Initialization）封装，能自动管理锁的获取与释放，避免因异常或提前返回导致的死锁问题。

std::lock_guard：最简单的自动锁管理

std::lock_guard 是最基础的RAII锁封装，构造时加锁，析构时自动解锁，适用于简单的临界区保护。

使用方式如下：

#include 
#include 
#include 

std::mutex mtx;
int shared_data = 0;

void unsafe_increment() {
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
        std::lock_guard lock(mtx); // 自动加锁
        ++shared_data; // 操作共享数据
    } // 离开作用域时自动解锁
}

int main() {
    std::thread t1(unsafe_increment);
    std::thread t2(unsafe_increment);

    t1.join();
    t2.join();

    std::cout << "Final value: " << shared_data << std::endl;
    return 0;
}

优点是轻量、高效、不会忘记解锁。但限制是不能手动控制加锁/解锁时机，也不能转移所有权。

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std::unique_lock：更灵活的锁管理

std::unique_lock 提供了比 lock_guard 更多的控制能力，支持延迟加锁、手动加锁/解锁、条件变量配合等高级用法。

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常见使用场景包括：

构造时不立即加锁，使用 std::defer_lock
在特定代码段手动调用 lock() / unlock()
与 std::condition_variable 配合使用

#include 
#include 
#include 
#include 

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;

void worker_thread() {
    std::unique_lock lock(mtx, std::defer_lock); // 不立即加锁

    lock.lock(); // 手动加锁
    std::cout << "Worker thread acquired the lock." << std::endl;

    while (!ready) {
        std::cout << "Waiting for notification..." << std::endl;
        lock.unlock(); // 临时释放锁
        // 模拟其他操作
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
        lock.lock(); // 重新加锁
    }
}

void notifier() {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    std::unique_lock lock(mtx);
    ready = true;
    std::cout << "Notifying..." << std::endl;
    cv.notify_one();
}

还可以用于条件变量的标准模式：

std::unique_lock lock(mtx);
cv.wait(lock, []{ return ready; }); // wait 会自动释放锁，并在唤醒后重新获取

两者对比与选择建议

选择哪个锁取决于具体需求：

如果只是简单地在函数作用域内保护一段代码，优先使用 std::lock_guard —— 更安全、性能略好。
如果需要延迟加锁、条件变量、或在函数中多次解锁/加锁，则使用 std::unique_lock。
unique_lock 开销稍大，因为它需要维护是否已加锁的状态。

基本上就这些。合理使用这两种RAII锁，能大幅降低多线程程序出错的概率。关键是理解它们的生命周期与锁的绑定关系——只要锁对象在作用域内，资源就不会泄露。

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