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C++多线程如何使用互斥锁（mutex）？（代码示例）

C++多线程中mutex用于防止数据竞争，核心是加锁→访问临界区→解锁；推荐用std::lock_guard或std::unique_lock自动管理；需避免死锁（统一加锁顺序）、条件等待用std::condition_variable配合while循环检查，且注意锁粒度与性能。

在C++多线程中，mutex用于保护共享数据，防止多个线程同时访问导致数据竞争（data race）。核心是：**加锁 → 访问临界区 → 解锁**，推荐用 std::lock_guard 或 std::unique_lock 自动管理，避免忘记解锁或异常导致死锁。

基础用法：std::mutex + std::lock_guard

std::lock_guard 是最常用、最安全的方式——构造时自动加锁，析构时自动解锁（RAII机制），即使发生异常也不会遗漏解锁。

#include 
#include 
#include 
#include 

int counter = 0;
std::mutex mtx; // 全局互斥锁

void increment() {
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
        std::lock_guard lock(mtx); // 自动加锁
        ++counter; // 临界区：仅此处访问共享变量
        // lock 析构时自动解锁（作用域结束即释放）
    }
}

int main() {
    std::vector threads;
    for (int i = 0; i < 4; ++i) {
        threads.emplace_back(increment);
    }
    for (auto& t : threads) t.join();
    std::cout << "Final counter: " << counter << "\n"; // 输出 400000
}

避免死锁：按固定顺序加锁

当一个线程需同时获取多个锁时，若不同线程以不同顺序请求锁，容易引发死锁。解决方法是统一加锁顺序，或使用 std::lock + std::adopt_lock。

用 std::lock 同时锁定多个 mutex（内部使用死锁避免算法）
再用 std::lock_guard 带 std::adopt_lock 标签接管已持锁

std::mutex mtx1, mtx2;
void transfer(int& from, int& to, int amount) {
    std::lock(mtx1, mtx2); // 安全地同时加锁
    std::lock_guard lock1(mtx1, std::defer_lock);
    std::lock_guard lock2(mtx2, std::defer_lock);
    // 更简洁写法（推荐）：
    // std::lock_guard lock1(mtx1, std::adopt_lock);
    // std::lock_guard lock2(mtx2, std::adopt_lock);
    from -= amount;
    to += amount;
}

条件等待：配合 std::condition_variable

仅靠 mutex 无法实现“等待某条件成立再继续”，需搭配 std::condition_variable。注意：必须在持有对应 mutex 的前提下调用 wait。

wait 会自动释放锁并挂起线程；条件满足被唤醒后重新获取锁
用 notify_one() 或 notify_all() 唤醒等待线程
务必用 while 循环检查条件（防止虚假唤醒）

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;

void worker() {
    std::unique_lock lock(mtx);
    cv.wait(lock, []{ return ready; }); // 等待 ready == true
    std::cout << "Worker starts working...\n";
}

void notifier() {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    {
        std::lock_guard lock(mtx);
        ready = true;
    }
    cv.notify_one(); // 唤醒一个等待线程
}