std::mutex

• Mutex 系列類(四種)
• • std::mutex，最基本的 Mutex 類
  • std::recursive_mutex，遞歸 Mutex 類
  • std::time_mutex，定時(shí) Mutex 類。
  • std::recursive_timed_mutex，定時(shí)遞歸 Mutex
• Lock 類（兩種）
• • std::lock_guard，與 Mutex RAII 相關(guān)，方便線程對互斥量上鎖。
  • std::unique_lock，與 Mutex RAII 相關(guān)，方便線程對互斥量上鎖，但提供了更好的上鎖和解鎖控制。
• 其他類型
• • std::once_flag（提供一種方式，可以保證其實(shí)例綁定的函數(shù)，能且僅能被執(zhí)行一次）
  • adopt_lock_t(假設(shè)調(diào)用方線程已擁有互斥的所有權(quán))
  • std::defer_lock_t(不獲得互斥的所有權(quán))
  • std::try_to_lock_t（嘗試獲得互斥的所有權(quán)而不阻塞）
• 相關(guān)函數(shù)
• • std::try_lock，嘗試同時(shí)對多個(gè)互斥量上鎖。
  • std::lock，可以同時(shí)對多個(gè)互斥量上鎖。
  • std::call_once，如果多個(gè)線程需要同時(shí)調(diào)用某個(gè)函數(shù)，call_once 可以保證多個(gè)線程對該函數(shù)只調(diào)用一次。

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Mutex 系列類(四種)

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• std::mutex，最基本的 Mutex 類

獨(dú)占互斥量，只能加鎖一次
std::mutex 是C++11 中最基本的互斥量，std::mutex 對象提供了獨(dú)占所有權(quán)的特性——即不支持遞歸地對 std::mutex 對象上鎖，而 std::recursive_lock 則可以遞歸地對互斥量對象上鎖。

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std::mutex成員函數(shù)：

• 構(gòu)造函數(shù)，std::mutex不允許拷貝構(gòu)造，也不允許 move 拷貝，最初產(chǎn)生的 mutex 對象是處于 unlocked 狀態(tài)的。
• lock()，調(diào)用線程將鎖住該互斥量
• unlock()， 解鎖，釋放對互斥量的所有權(quán)。
• try_lock()，嘗試鎖住互斥量，如果互斥量被其他線程占有，則當(dāng)前線程也不會被阻塞。

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• std::recursive_mutex，遞歸 Mutex 類

遞歸的獨(dú)占互斥量，允許同一個(gè)線程，同一個(gè)互斥量，多次被lock，用法和非遞歸的一樣 跟windows的臨界區(qū)是一樣的，但是調(diào)用次數(shù)是有上限的，效率也低一些
和 std::mutex 不同的是，
std::recursive_mutex 允許同一個(gè)線程對互斥量多次上鎖（即遞歸上鎖），來獲得對互斥量對象的多層所有權(quán)，
std::recursive_mutex 釋放互斥量時(shí)需要調(diào)用與該鎖層次深度相同次數(shù)的 unlock()，可理解為 lock() 次數(shù)和 unlock() 次數(shù)相同.

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• std::time_mutex，定時(shí) Mutex 類。

帶超時(shí)的互斥量,獨(dú)占互斥量 這個(gè)就是拿不到鎖會等待一段兒時(shí)間，但是超過設(shè)定時(shí)間，就繼續(xù)執(zhí)行
std::time_mutex 比 std::mutex 多了兩個(gè)成員函數(shù)，try_lock_for()，try_lock_until()。

template< class Rep, class Period >bool try_lock_for( const
std::chrono::duration& timeout_duration ); 
//  (C++11 起) 
template< class Rep, class Period >bool try_lock_for( const
std::chrono::duration& timeout_duration ); 
//  (C++11 起)

• try_lock_for:嘗試鎖定互斥，若互斥在指定的時(shí)限時(shí)期中不可用則返回。
• try_lock_until:嘗試鎖定互斥，若直至抵達(dá)指定時(shí)間點(diǎn)互斥不可用則返回。

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參數(shù)
timeout_duration - 要阻塞的大時(shí)長
返回值
若成功獲得鎖則為 true ，否則為 false 。
異常
執(zhí)行期間時(shí)鐘、時(shí)間點(diǎn)或時(shí)長可能拋出的異常（標(biāo)準(zhǔn)庫提供的時(shí)鐘、時(shí)間點(diǎn)和時(shí)長決不拋出）

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• std::recursive_timed_mutex，定時(shí)遞歸 Mutex

帶超時(shí)的，遞歸的，獨(dú)占互斥量，允許同一個(gè)線程，同一個(gè)互斥量，多次被lock，用法和非遞歸的一樣

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Lock 類（兩種）

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• std::lock_guard，與 Mutex RAII 相關(guān)，方便線程對互斥量上鎖。

• lock_guard功能與std::mutex的lock與unlock功能相同。 不同的是，lock_guard析構(gòu)時(shí)會自動(dòng)解鎖，使用時(shí)無須unlock。這就需要我們將共享資源的訪問封裝成盡可能小的函數(shù)，避免加鎖時(shí)間過長。
• 為了防止在線程使用mutex加鎖后異常退出導(dǎo)致死鎖的問題，建議使用lock_guard代替mutex.
• std::lock_guard類的構(gòu)造函數(shù)禁用拷貝構(gòu)造，且禁用移動(dòng)構(gòu)造。std::lock_guard類除了構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)外沒有其它成員函數(shù)

注意，lock_guard對象不以任何方式管理互斥對象的生存期:互斥對象的生存期至少要延長到鎖它的lock_guard被銷毀。

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• std::unique_lock，與 Mutex RAII 相關(guān)，方便線程對互斥量上鎖，但提供了更好的上鎖和解鎖控制。

• unique_lock是個(gè)類模板，工作中，一般lock_guard(推薦使用)；lock_guard取代了mutex的lock()和unlock();
• unique_lock比lock_guard靈活很多，效率上差一點(diǎn)，內(nèi)存占用多一點(diǎn)。
• std::unique_lock可以在構(gòu)造時(shí)傳遞第二個(gè)參數(shù)用于管理互斥量，且能傳遞不同域中互斥量所有權(quán)。
• unique_lock私有成員為指針 _Mutex /*_Pmtx，指向傳遞進(jìn)來的互斥量，lock_guard私有成員為引用_Mutex& _MyMutex，引用傳遞進(jìn)的互斥量。這就決定了unique_lock能夠?qū)崿F(xiàn)傳遞互斥量的功能。
• unique_lock的用法比較多，如果對鎖的需求比較簡單推薦使用lock_guard。當(dāng)需要超時(shí)或者手動(dòng)解鎖等功能，可以考慮使用unique_lock

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不同的情況可使用對應(yīng)的構(gòu)造創(chuàng)建對象

unique_lock(mutex, adopt_lock_t) //傳遞被使用過的mutex，且已經(jīng)被上過鎖，通過。無上鎖動(dòng)作，不阻塞。

unique_lock(mutex, defer_lock_t) //傳遞被使用過的mutex，未被上過鎖。無上鎖動(dòng)作，不阻塞。

unique_lock(mutex, try_to_lock_t) //任何狀態(tài)的mutex。嘗試上鎖，不阻塞。

unique_lock(_Mutex& _Mtx, const chrono::duration<_Rep, _Period>&
_Rel_time) //在指定時(shí)間長內(nèi)嘗試獲取傳遞的mutex的鎖返回。若無法獲取鎖，會阻塞到指定時(shí)間長。

unique_lock(mutex_type& m,std::chrono::time_pointconst& absolute_time) //在給定時(shí)間點(diǎn)嘗試獲取傳遞的mutex鎖返回。若無法獲取鎖，會阻塞到指定時(shí)間點(diǎn)。

unique_lock(unique_lock&& _Other)
//將已經(jīng)創(chuàng)建的unique_lock鎖的所有權(quán)轉(zhuǎn)移到新的鎖。保持之前鎖的狀態(tài)，不阻塞 ```

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unique_lock的成員函數(shù)
unique_lock除了擁有跟std::mutex一樣的三個(gè)成員函數(shù)意外，還提供release()函數(shù)。
release()返回它所管理的mutex對象指針，并釋放所有權(quán)；也就是說，這個(gè)unique_lock和mutex不再有關(guān)系。嚴(yán)格區(qū)分unlock()與release()的區(qū)別，不要混淆。

  std::unique_locksbguard(my_mutex);
      std::mutex *ptx = sbguard.release(); //現(xiàn)在你有責(zé)任自己解鎖了
      msgRecvQueue.push_back(i);
      ptx->unlock(); //自己負(fù)責(zé)mutex的unlock了

unique_lock所有權(quán)的傳遞

std::unique_lockstd::mutex sbguard(my_mutex);//所有權(quán)概念
std::unique_lockstd::mutex sbguard1(my_mutex);
std::unique_lockstd::mutex sbguard2(sbguard1);//此句是非法的，復(fù)制所有權(quán)是非法
//sbguard擁有my_mutex的所有權(quán)；sbguard可以把自己對mutex(my_mutex)的所有權(quán)轉(zhuǎn)移給其他的unique_lock對象；
//所以unique_lock對象這個(gè)mutex的所有權(quán)是可以轉(zhuǎn)移，但是不能復(fù)制。

所有權(quán)的傳遞的方法

方法1 ：std::move()
方法2：return std:: unique_lockstd::mutex

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其他類型

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• std::once_flag（提供一種方式，可以保證其實(shí)例綁定的函數(shù)，能且僅能被執(zhí)行一次）
• adopt_lock_t(假設(shè)調(diào)用方線程已擁有互斥的所有權(quán))

• Value used as possible argument to the constructor of unique_lock or lock_guard.

• objects constructed with adopt_lock do not lock the mutex object on construction, assuming instead that it is already locked by the current thread.

• The value is a compile-time constant that carries no state, and is merely used to disambiguate between constructor signatures.

• adopt_lock_t is an empty class.

• std::defer_lock_t(不獲得互斥的所有權(quán))

• Value used as possible argument to unique_lock’s constructor.

• unique_lock objects constructed with defer_lock do not lock the mutex object automatically on construction, initializing them as not owning a lock.

• The value is a compile-time constant that carries no state, and is merely used to disambiguate between constructor signatures.

• defer_lock_t is an empty class.

• std::try_to_lock_t（嘗試獲得互斥的所有權(quán)而不阻塞）

• Value used as possible argument to unique_lock’s constructor.

• unique_lock objects constructed with try_to_lock attempt to lock the mutex object by calling its try_lock member instead of its lock member.

• The value is a compile-time constant that carries no state, and is merely used to disambiguate between constructor signatures.

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相關(guān)函數(shù)

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std::try_lock，嘗試同時(shí)對多個(gè)互斥量上鎖。

std::lock，可以同時(shí)對多個(gè)互斥量上鎖。

std::call_once，如果多個(gè)線程需要同時(shí)調(diào)用某個(gè)函數(shù)，call_once 可以保證多個(gè)線程對該函數(shù)只調(diào)用一次。

templatevoid call_once (once_flag&flag, Fn&& fn, Args&&... args);

flag：僅可執(zhí)行一次的對象，其生命周期要比所在的線程長
Fn：執(zhí)行函數(shù)
args：執(zhí)行函數(shù)的可變參數(shù)

當(dāng)多個(gè)線程使用同一個(gè)flag對象去調(diào)用函數(shù)call_once時(shí)，僅有一個(gè)線程可以真正的完成對函數(shù)Fn的調(diào)用，其他的線程會被阻塞，直到函數(shù)Fn返回.

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本文題目：C++11std::mutex的使用-創(chuàng)新互聯(lián)
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