c/c++ 多线程 mutex的理解

多线程 mutex的理解

mutex，我的理解是每个mutex对象都是一个带锁头的门，这个门有两个状态，门开着和门关着，感觉像是废话。。。

当想查看门的里东西，或者把东西放进门里，或者从门里拿出东西前，都需要看看，门是否是打开的。

• 如果门是打开的，就要进去后赶紧把门关上。关上后，就可以查看屋子里的东西，放东西到屋子里，从屋子里拿东西。
• 如果门是关着的，就要在外面等着，直到有人出来时，把门打开了，你才能进去。

每个mutex都是不同的门，当你用mutex a锁上了一个门，就只能用mutex a去打开，用mutex b是打不开，切记。

例子：用mutex a锁门，用metex b去开门，结果没打开，就导致了程序的死锁。

注意：这个程序专门为了测试，mutex的问题。

#include <list>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <algorithm>
#include <thread>
#include <unistd.h>

using namespace std;

class data_protect{
public:
  list<int> alist{1,2};
  mutex m;
  mutex m1;
public:
  
  void add_list(int val){
    m.lock();  //----------------①
    alist.push_back(val);
  }
  bool contains(int val){
    m1.unlock();//----------------------②
    return find(alist.begin(), alist.end(), val) != alist.end();
  }
};

void func(data_protect& dp){
  dp.add_list(12);
}

int main(){
  data_protect dp;
  thread t(func, ref(dp));
  //t.join();
  t.detach();//---------------③
  //sleep(1);
  dp.add_list(12);//----------------④
  if(dp.contains(12)){//------------------⑤
    cout << "contains 12" << endl;
  }
  for(auto& s : dp.alist){
    cout << s << endl;
  }
  pthread_exit(null);

}

执行结果：死锁，程序永远在等待锁的打开。

执行结果分析：

从③处开始就开了一个新的线程a，线程a调用了add_list()方法，add_list方法里，在①处是用m去上的锁。main函数线程在④处也调用了，add_list()方法，进去后，发现是上锁的状态，所以就阻塞在哪里，等着锁打开后，main函数线程好进去，然后在⑤处调用了contains方法，contains方法试图在②处用m1去解m的锁，所以就解不开①处的锁，所以就导致了一个线程一直等在①处的锁的地方，就导致了死锁。

如果把②处的m1.unlock();换成m.unlock();就能解开锁了，就不会导致死锁。

想说明的东西，用哪个mutex上的锁，就得用哪个mutex去解锁。

mutex的正确使用方法：不是直接用调用mutex的lock，unlock方法。理由是在lock和unlock中间的某段代码如果崩溃掉，就会导致unlock方法没有被执行，也就导致了，锁没有解开，别线程再来访问时，就变成了死锁。

所以使用：std::lock_guard<std::mutex>，它的好处是，即使发生了异常也能自动解锁。

例子：

#include <list>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <algorithm>
#include <thread>
#include <unistd.h>

using namespace std;

class data_protect{
public:
  list<int> alist{1,2};
  mutex m;
public:
  
  void add_list(int val){
    lock_guard<mutex> g(m);
    alist.push_back(val);
  }
  bool contains(int val){
    lock_guard<mutex> g(m);
    return find(alist.begin(), alist.end(), val) != alist.end();
  }
};

void func(data_protect& dp){
  dp.add_list(12);
}

int main(){
  data_protect dp;
  thread t(func, ref(dp));
  //t.join();
  t.detach();
  //sleep(1);
  dp.add_list(12);
  if(dp.contains(12)){
    cout << "contains 12" << endl;
  }
  for(auto& s : dp.alist){
    cout << s << endl;
  }
  pthread_exit(null);

}

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