Linux C++多線程中的互斥鎖使用技巧

在 Linux 中，C++11 提供了對多線程編程的支持，其中包括互斥鎖（mutex）

1. 使用 std::lock_guard 或 std::unique_lock： 當需要保護共享資源時，可以使用 std::lock_guard 或 std::unique_lock 來自動管理互斥鎖。它們在構造時自動鎖定互斥鎖，在析構時自動解鎖互斥鎖。這樣可以避免忘記解鎖導致的死鎖問題。

   #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. 避免嵌套鎖： 盡量避免在一個線程中多次鎖定同一個互斥鎖，這可能導致死鎖。如果需要多次鎖定，可以考慮使用 std::recursive_mutex，但要注意不要濫用。

3. 使用條件變量： 當多個線程需要等待某個條件滿足時，可以使用條件變量（condition variable）。條件變量與互斥鎖結合使用，可以避免虛假喚醒和忙等待。

   #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. 盡量減小鎖的粒度： 盡量減少鎖保護的代碼范圍，以減小鎖的粒度。這樣可以降低死鎖的風險，提高程序的性能。

5. 使用讀寫鎖： 當讀操作遠多于寫操作時，可以考慮使用讀寫鎖（如 std::shared_mutex），以提高并發性能。讀寫鎖允許多個線程同時讀取共享資源，但在寫入時會阻塞其他線程的讀寫操作。

總之，在使用 Linux C++ 多線程時，要注意合理使用互斥鎖，避免死鎖和性能瓶頸。在實際編程中，還需要根據具體場景選擇合適的同步機制。