std:: unique_lock< std:: mutex>或std:: lock_guard< std:: mutex> ?

我有两个用例。

a .我想同步两个线程对队列的访问。

B.我想同步访问两个线程的队列，并使用一个条件变量，因为其中一个线程将等待内容存储到队列由另一个线程。

对于用例A，我看到使用std::lock_guard<>的代码示例。对于用例B，我看到使用std::unique_lock<>的代码示例。

这两者之间的区别是什么?我应该在哪个用例中使用哪个?

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使用lock_guard，除非你需要在不破坏lock的情况下手动unlock互斥量。

特别是，condition_variable在调用wait时进入睡眠状态时解锁它的互斥锁。这就是为什么lock_guard在这里是不够的。

如果你已经使用c++ 17或更高版本，可以考虑使用scoped_lock作为lock_guard的稍微改进版本，具有相同的基本功能。

小开
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区别在于你可以锁定和解锁std::unique_lock。std::lock_guard将只在建造时锁定一次，在破坏时解锁。

所以对于用例B，你肯定需要一个std::unique_lock作为条件变量。在A的情况下，这取决于你是否需要重新锁定警卫。

std::unique_lock具有其他特性，允许它被构造而不立即锁定互斥量，而是构建RAII包装器(参见在这里)。

std::lock_guard还提供了一个方便的RAII包装器，但不能安全地锁定多个互斥对象。当你需要一个有限范围的包装器时，可以使用它，例如:一个成员函数:

class MyClass{
std::mutex my_mutex;
void member_foo() {
std::lock_guard<mutex_type> lock(this->my_mutex);
/*
block of code which needs mutual exclusion (e.g. open the same
file in multiple threads).
*/


//mutex is automatically released when lock goes out of scope
}
};
要通过chmike澄清一个问题，默认情况下std::lock_guard和std::unique_lock是相同的。 所以在上面的例子中，你可以用std::unique_lock替换std::lock_guard。然而，std::unique_lock可能会有更多的开销

注意，现在(从c++ 17开始)应该使用std::scoped_lock而不是std::lock_guard。

小开

lock_guard和unique_lock几乎是一样的东西;lock_guard是一个受限版本，接口受限。

lock_guard从构造到销毁始终持有锁。unique_lock可以在不立即锁定的情况下创建，可以在其存在的任何时候解锁，并且可以将锁的所有权从一个实例转移到另一个实例。

所以你总是使用lock_guard，除非你需要unique_lock的功能。condition_variable需要unique_lock。

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正如其他人所提到的，std::unique_lock跟踪互斥锁的锁定状态，因此您可以将锁定推迟到构造锁之后，并在销毁锁之前解锁。Std::lock_guard不允许这样做。

似乎没有理由std::condition_variable等待函数不接受一个lock_guard和一个unique_lock，因为每当等待结束(无论出于什么原因)，互斥锁就会自动重新获得，这样就不会导致任何语义违反。然而，根据标准，要使用std::lock_guard和条件变量一起使用，你必须使用std::condition_variable_any而不是std::condition_variable。

编辑:删除“使用pthreads接口std::condition_variable和std::condition_variable_any应该相同”。查看gcc的实现:

  • Std::condition_variable::wait(Std::unique_lock&)只是针对unique_lock持有的互斥量调用底层pthread条件变量上的pthread_cond_wait()(因此同样可以对lock_guard做同样的事情，但没有，因为标准没有提供这个)
  • Std::condition_variable_any可以用于任何可锁对象，包括一个根本不是互斥锁的对象(因此它甚至可以用于进程间信号量)
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lock_guard和unique_lock之间有一些共同之处，也有一些不同之处。

但是在所问的问题的上下文中，编译器不允许将lock_guard与条件变量结合使用，因为当线程调用等待条件变量时，互斥锁会自动解锁，当其他线程通知并且当前线程被调用时(退出等待)，锁会重新获得。

这种现象违背了lock_guard的原则。lock_guard只能构造一次，也只能销毁一次。

因此，lock_guard不能与条件变量组合使用，但unique_lock可以(因为unique_lock可以被锁定和解锁多次)。

小开

它们实际上并不是相同的互斥对象，lock_guard<muType>与std::mutex几乎相同，不同之处在于它的生命周期在作用域的末尾结束(称为D-tor)，因此对这两个互斥对象有一个明确的定义:

lock_guard<muType>有一种在作用域块期间拥有互斥锁的机制。

和

unique_lock<muType>是一个包装器，允许延迟锁定、有时间限制的锁定尝试、递归锁定、锁所有权转移以及与条件变量一起使用。

下面是一个示例实现:

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <functional>
#include <chrono>


using namespace std::chrono;


class Product{


public:


Product(int data):mdata(data){
}


virtual~Product(){
}


bool isReady(){
return flag;
}


void showData(){


std::cout<<mdata<<std::endl;
}


void read(){


std::this_thread::sleep_for(milliseconds(2000));


std::lock_guard<std::mutex> guard(mmutex);


flag = true;


std::cout<<"Data is ready"<<std::endl;


cvar.notify_one();


}


void task(){


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


cvar.wait(lock, [&, this]() mutable throw() -> bool{ return this->isReady(); });


mdata+=1;


}


protected:


std::condition_variable cvar;
std::mutex mmutex;
int mdata;
bool flag = false;


};


int main(){


int a = 0;
Product product(a);


std::thread reading(product.read, &product);
std::thread setting(product.task, &product);


reading.join();
setting.join();




product.showData();
return 0;
}

在这个例子中，我使用了unique_lock<muType>和condition variable

小开

一个缺失的区别是: std::unique_lock可以被移动，但std::lock_guard不能被移动

注意:两者都不能复制。


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