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std:: shared_mutex

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(C++11) (deprecated in C++20)
(C++11) (deprecated in C++20)
Memory ordering
(C++11) (deprecated in C++26)
Free functions for atomic operations
Free functions for atomic flags
定义于头文件 <shared_mutex>
class shared_mutex ;
(C++17 起)

shared_mutex 类是一种同步原语,可用于保护共享数据不被多个线程同时访问。与其他提供独占访问的互斥类型不同,shared_mutex 具有两个访问级别:

  • shared - 多个线程可以共享同一互斥量的所有权。
  • exclusive - 仅有一个线程可以拥有该互斥锁。

若某一线程已获取 独占 锁(通过 lock try_lock ),则其他线程均无法获取该锁(包括 共享 锁)。

若某一线程已获取 共享 锁(通过 lock_shared try_lock_shared ),则其他线程无法获取 独占 锁,但仍可获取 共享 锁。

仅当任何线程都未获得 独占 锁时, 共享 锁才能被多个线程获取。

在同一线程内,只能同时获取一个锁( 共享 独占 )。

共享互斥锁在以下场景中特别有用:当共享数据可以被任意数量的线程同时安全读取,但线程仅能在没有其他线程同时读取或写入时才能写入相同数据。

shared_mutex 类满足 SharedMutex StandardLayoutType 的所有要求。

目录

成员类型

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

成员函数

构造互斥锁
(公开成员函数)
销毁互斥锁
(公开成员函数)
operator=
[deleted]
不可复制赋值
(公开成员函数)
独占锁定
锁定互斥锁,若互斥锁不可用则阻塞
(公开成员函数)
尝试锁定互斥锁,若互斥锁不可用则立即返回
(公开成员函数)
解锁互斥锁
(公开成员函数)
共享锁定
以共享所有权锁定互斥锁,若互斥锁不可用则阻塞
(公开成员函数)
尝试以共享所有权锁定互斥锁,若互斥锁不可用则立即返回
(公开成员函数)
解锁互斥锁(共享所有权)
(公开成员函数)
原生句柄
返回底层实现定义的原生句柄对象
(公开成员函数)

示例

以下输出是在单核机器上生成的。当 thread1 启动时,它首次进入循环并调用 increment() 后接 get() 。但在将返回值打印到 std:: cout 之前,调度程序将 thread1 置为休眠状态并唤醒 thread2 ,后者显然有足够时间一次性运行全部三次循环迭代。回到 thread1 ,仍在第一次循环迭代中,它最终将其本地副本的计数器值(即 1 )打印到 std::cout ,随后运行剩余两次循环迭代。在多核机器上,两个线程都不会进入休眠状态,输出更可能呈升序排列。

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <shared_mutex>
#include <syncstream>
#include <thread>
class ThreadSafeCounter
{
public:
    ThreadSafeCounter() = default;
    // Multiple threads/readers can read the counter's value at the same time.
    unsigned int get() const
    {
        std::shared_lock lock(mutex_);
        return value_;
    }
    // Only one thread/writer can increment/write the counter's value.
    void increment()
    {
        std::unique_lock lock(mutex_);
        ++value_;
    }
    // Only one thread/writer can reset/write the counter's value.
    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

参见

提供共享互斥设施并实现带超时的锁定机制
(类)
实现可移动的共享互斥所有权包装器
(类模板)
实现可移动的互斥所有权包装器
(类模板)