std::lock_guard的介绍(包含使用示例)

std::lock_guard 是 C++11 标准库中提供的一个模板类，用于简化互斥锁的管理，它利用了 RAII（资源获取即初始化）技术，确保在作用域结束时自动释放锁。

主要特点

1. 自动加锁和解锁：std::lock_guard 的构造函数会自动调用互斥锁的 lock() 方法来加锁，而析构函数会自动调用 unlock() 方法来解锁。
2. 防止死锁：由于 std::lock_guard 会在析构时自动释放锁，因此可以有效避免因忘记手动解锁而导致的死锁问题。
3. 异常安全：即使在加锁的代码块中发生异常，std::lock_guard 也会在析构时正确释放锁。

构造函数

• 普通加锁：explicit lock_guard(mutex_type& m)，构造时对互斥锁 m 加锁。
• 采用已加锁：lock_guard(mutex_type& m, std::adopt_lock_t tag)，假设互斥锁已经被当前线程加锁，std::lock_guard 不会再次加锁，而是接管锁的管理。

使用示例

示例 1：普通加锁

#include 
#include 
#include 

std::mutex mtx;

void print_thread_id(int id) {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 自动加锁
    std::cout << "Thread #" << id << " is running\n";
} // lock_guard 析构，自动解锁

int main() {
    std::thread threads[10];
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        threads[i] = std::thread(print_thread_id, i + 1);
    }
    for (auto& th : threads) {
        th.join();
    }
    return 0;
}

在这个示例中，std::lock_guard 在构造时自动对 mtx 加锁，当 lock_guard 对象超出作用域时，会自动解锁。

• 执行结果

示例 2：采用已加锁

#include 
#include 
#include 

std::mutex mtx;

void print_thread_id(int id) {
    mtx.lock(); // 手动加锁
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx, std::adopt_lock); // 采用已加锁
    std::cout << "Thread #" << id << " is running\n";
} // lock_guard 析构，自动解锁

int main() {
    std::thread threads[10];
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        threads[i] = std::thread(print_thread_id, i + 1);
    }
    for (auto& th : threads) {
        th.join();
    }
    return 0;
}

在这个示例中，互斥锁 mtx 已经被手动加锁，std::lock_guard 使用 std::adopt_lock 标志接管锁的管理。

• 执行结果

注意事项

• std::lock_guard 的拷贝构造和移动构造都被禁用，因此不能拷贝或移动 std::lock_guard 对象。
• 如果需要更复杂的锁管理（如尝试加锁、定时加锁等），可以使用 std::unique_lock。