Linux C++多线程中的互斥锁使用技巧

在 Linux 中，C++11 提供了对多线程编程的支持，其中包括互斥锁（mutex）

1. 使用 std::lock_guard 或 std::unique_lock： 当需要保护共享资源时，可以使用 std::lock_guard 或 std::unique_lock 来自动管理互斥锁。它们在构造时自动锁定互斥锁，在析构时自动解锁互斥锁。这样可以避免忘记解锁导致的死锁问题。

   #include <iostream>
   #include <thread>
   #include <mutex>
   
   std::mutex mtx;
   
   void print_block(int n, char c) {
       std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
       for (int i = 0; i < n; ++i) {
           std::cout << c;
       }
       std::cout << std::endl;
   }
   
   int main() {
       std::thread t1(print_block, 50, '*');
       std::thread t2(print_block, 50, '$');
   
       t1.join();
       t2.join();
   
       return 0;
   }
   

2. 避免嵌套锁： 尽量避免在一个线程中多次锁定同一个互斥锁，这可能导致死锁。如果需要多次锁定，可以考虑使用 std::recursive_mutex，但要注意不要滥用。

3. 使用条件变量： 当多个线程需要等待某个条件满足时，可以使用条件变量（condition variable）。条件变量与互斥锁结合使用，可以避免虚假唤醒和忙等待。

   #include <iostream>
   #include <thread>
   #include <mutex>
   #include <condition_variable>
   
   std::mutex mtx;
   std::condition_variable cv;
   bool ready = false;
   
   void print_block() {
       std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
       cv.wait(lock, []{ return ready; });
       std::cout << "Ready!" << std::endl;
   }
   
   void set_ready() {
       std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
       ready = true;
       cv.notify_one();
   }
   
   int main() {
       std::thread t1(print_block);
       std::thread t2(set_ready);
   
       t1.join();
       t2.join();
   
       return 0;
   }
   

4. 尽量减小锁的粒度： 尽量减少锁保护的代码范围，以减小锁的粒度。这样可以降低死锁的风险，提高程序的性能。

5. 使用读写锁： 当读操作远多于写操作时，可以考虑使用读写锁（如 std::shared_mutex），以提高并发性能。读写锁允许多个线程同时读取共享资源，但在写入时会阻塞其他线程的读写操作。

总之，在使用 Linux C++ 多线程时，要注意合理使用互斥锁，避免死锁和性能瓶颈。在实际编程中，还需要根据具体场景选择合适的同步机制。