std::shared_mutex

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(C++11)(C++20 中弃用)
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原子操作的自由函数
原子标志的自由函数
 
 
在标头 <shared_mutex> 定义
class shared_mutex;
(C++17 起)

shared_mutex 类是一个同步原语,可用于保护共享数据不被多个线程同时访问。与便于独占访问的其他互斥体类型不同,shared_mutex 拥有两个访问级别:

  • 共享 - 多个线程能共享同一互斥体的所有权。
  • 独占 - 仅一个线程能占有互斥。

若一个线程已获取独占 锁(通过 locktry_lock),则无其他线程能获取该锁(包括共享的)。

若一个线程已获取共享 锁(通过 lock_sharedtry_lock_shared),则无其他线程能获取独占 锁,但可以获取共享 锁。

仅当任何线程均未获取独占 锁时,共享 锁能被多个线程获取。

在一个线程内,同一时刻只能获取一个锁(共享独占)。

共享互斥体在能由任何数量的线程同时读共享数据,但一个线程只能在无其他线程同时读写时写同一数据时特别有用。

shared_mutex 类满足共享互斥体 (SharedMutex) 标准布局类型 (StandardLayoutType) 的所有要求。

成员类型

成员类型 定义
native_handle_type (可选*) 由实现定义

成员函数

构造互斥体
(公开成员函数)
销毁互斥体
(公开成员函数)
operator=
[弃置]
不可复制赋值
(公开成员函数)
排他性锁定
锁定互斥体,若互斥体不可用则阻塞
(公开成员函数)
尝试锁定互斥体,若互斥体不可用则返回
(公开成员函数)
解锁互斥体
(公开成员函数)
共享锁定
为共享所有权锁定互斥体,若互斥体不可用则阻塞
(公开成员函数)
尝试为共享所有权锁定互斥体,若互斥体不可用则返回
(公开成员函数)
解锁互斥体(共享所有权)
(公开成员函数)
本机句柄
返回底层的实现定义的本机句柄对象
(公开成员函数)

示例

以下输出是在单核机器上产生的。当 thread1 启动时,它首次进入循环并调用 increment() 随后调用 get()。但在它能将返回值打印到 std::cout 之前,调度器会让 thread1 睡眠并唤醒 thread2,后者显然有足够时间一次性运行全部三次循环重复。回到 thread1,它仍处于首次循环重复中,它最终打印计数器值的本地副本(即 1)到 std::cout,然后运行剩余的两次循环重复。而在多核机器上,两个线程都不会睡眠,而输出则更可能表现为升序。

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <shared_mutex>
#include <syncstream>
#include <thread>
 
class ThreadSafeCounter
{
public:
    ThreadSafeCounter() = default;
 
    // 多个线程/读者能同时读计数器的值。
    unsigned int get() const
    {
        std::shared_lock lock(mutex_);
        return value_;
    }
 
    // 只有一个线程/写者能增加/写计数器的值。
    void increment()
    {
        std::unique_lock lock(mutex_);
        ++value_;
    }
 
    // 只有一个线程/写者能重置/写计数器的值。
    void reset()
    {
        std::unique_lock lock(mutex_);
        value_ = 0;
    }
 
private:
    mutable std::shared_mutex mutex_;
    unsigned int value_{};
};
 
int main()
{
    ThreadSafeCounter counter;
 
    auto increment_and_print = [&counter]()
    {
        for (int i{}; i != 3; ++i)
        {
            counter.increment();
            std::osyncstream(std::cout)
                << std::this_thread::get_id() << ' ' << counter.get() << '\n';
        }
    };
 
    std::thread thread1(increment_and_print);
    std::thread thread2(increment_and_print);
 
    thread1.join();
    thread2.join();
}

可能的输出:

123084176803584 2
123084176803584 3
123084176803584 4
123084185655040 1
123084185655040 5
123084185655040 6

参阅

提供共享互斥设施并实现有时限锁定
(类)
实现可移动的共享互斥体所有权封装器
(类模板)
实现可移动的互斥体所有权包装器
(类模板)