C 11多執行緒學習筆記（2） mutex

具有允許相互排斥（mutex）併發執行關鍵**段的功能的標頭，從而可以顯式避免資料爭用。它包含mutex型別，lock型別和其他函式：

禁止拷貝與移動構造，只有預設建構函式，通過其建立的mutex物件處於unlock狀態。

通過mutex物件呼叫lock()函式，可以鎖住mutex物件，有三種情況：

1）該互斥量未被上鎖，則lock()會成功將其上鎖並返回繼續執行。

2）該互斥量被其他執行緒上鎖，則lock()會保持本執行緒阻塞，直到成功獲取到該互斥量並上鎖後返回。

3）該互斥量已被本執行緒鎖定，則會陷入死鎖。

釋放對互斥量的所有權，即變為「未獲得鎖」的狀態。（通常mutex物件用於對lock物件的構造，這裡指lock物件回歸未獲得鎖的狀態）

通過mutex物件呼叫try_lock()函式，嘗試鎖住mutex物件，有三種情況：

1）該互斥量未被上鎖，則try_lock()會成功上鎖並返回繼續執行。

2）該互斥量已經被其他執行緒上鎖，則try_lock()會返回false（不會產生阻塞）。

3）該互斥量已經被本執行緒上鎖，則會陷入死鎖。

【例3】

#include
#include
#include
#include
#include
using
namespace std;
mutex mtx;
string str =
"buwangchuxin,"
;void
func1
(string _str)
void
func2
(string _str)
intmain()
return0;
}//執行結果：
//結果1：buwangchuxin,laojishiming laojishiming
//結果2：buwangchuxin,laojishiming laojishiming

本例中，由於func1、func2中對互斥量上鎖，使得func1、func2可以獨佔對全域性變數str的訪問、修改的權利，他們分別處於th1與th2執行緒中，由於cpu搶占策略，兩個執行緒的先後在各次除錯時會有差別，但是結果是比較符合預期的，沒有出現亂碼的情況，而如果沒有加鎖，則會出現亂碼，因為func1與func2都有對字串的擴充套件操作，兩線程同時對同一塊記憶體區修改，容易產生不期望的結果。

對於成對地使用mutex物件呼叫lock與unlock雖然可以實現上鎖與解鎖，但是在本執行緒多次對同一互斥量上鎖無疑會造成死鎖的問題，實際的需求若比較複雜，需要逐層對互斥量上鎖再逐層解鎖（遞迴互斥），可以考慮使用recursive_mutex物件。只有預設建構函式，移動構造和其他複製操作都被刪除。

#include
#include
#include
#include
using
namespace std;
class
test
size_t add
(size_t val)
size_t increment()
};test c;
void
change_out()
intmain()
//輸出結果：每1秒列印 count=i\n

相比起 mutex物件，recursive_mutex物件在多次鎖定和解鎖上顯示出新的特性，但依舊是手動鎖定，不夠方便。

以類似 mutex 的行為， timed_mutex 提供排他性非遞迴所有權語義。另外， timed_mutex 提供通過 try_lock_for 和 try_lock_until 方法試圖帶時限地要求 timed_mutex 所有權的能力。

預設建構函式，operator = 與move都被刪除。

template
<
class
rep,
class
period
>
bool
try_lock_for
(const std::chrono::duration
& timeout_duration )
;

嘗試獲取鎖，並允許為此等待 timeout_duration這一時長（形成阻塞），獲得鎖或時長耗盡都可以使函式返回，取決於哪個先來。但如果 timeout_duration小於等於 timeout_duration.zero即少於0秒，則此函式等同於 try_lock。如果成功獲取鎖，則立刻上鎖並返回 true；在時長內若互斥量被其他執行緒鎖住則繼續等待，被本執行緒鎖住則陷入死鎖；超時即代表獲取鎖失敗並返回 false。

如果返回 true，則同一互斥量在本函式呼叫之前的，所呼叫的unlock與本次鎖定同步。重複呼叫try_lock_for的行為未被定義。

【例5】

#include
#include
#include
#include
#include
using
namespace std;
mutex cout_mutex;
timed_mutex mutex;
void
job(
int id)
else 
stream <<
"failed "
; this_thread::
sleep_for
(std::chrono::
milliseconds
(100))
;}cout_mutex.
lock()
; cout <<
"["<< id <<
"] "
<< stream.
str(
)<<
"\n"
; cout_mutex.
unlock()
;}intmain()
//可能的輸出：
//[0] failed failed failed 
//[3] failed failed success 
//[2] failed success failed 
//[1] success failed success

template
<
class
clock
,class
duration
>
bool
try_lock_until
(const std::chrono::time_point
&

#include
#include
#include
#include
std::timed_mutex test_mutex;
voidf(
)int
main()
//阻塞10秒

以類似 std::recursive_mutex 的方式， recursive_timed_mutex 提供排他性遞迴所有權語義。另外， recursive_timed_mutex 通過 try_lock_for 與 try_lock_until ，提供帶時限地試圖要求 recursive_timed_mutex 所有權的能力。

簡單來講，recursive_timed_mutex是在timed_mutex基礎上擴充套件生成了遞迴的特性。

基本可鎖定量，要求物件滿足可以呼叫lock()與unlock()，包括：

可鎖定量，要求滿足物件可以呼叫try_lock()，包括：

定時鎖定量，要求滿足物件可以呼叫try_lock_for()與try_lock_until()，包括：

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