C++的并发世界（七）——互斥锁

0.死锁的由来

假设有两个线程T1和T2，它们需要对两个互斥量mtx1和mtx2进行访问。而且需要按照以下顺序获取互斥量的所有权：
-T1先获取mte1的所有权,再获取mt2的所有权。
-T2先获取 mtx2的所有权。再铁取 mtx1的所有权。
如果两个线程同时执行，就会出现死锁问题。因为T1获取了mtx1的所有权，但是无法获取mtx2的所有权，而T2获取了mtx2的所有权，但是无法获取 mtx1的所有权，两个线程互相等待对方释放互斥量,导致死锁。

1.不同锁类型

2.各种锁

2.1超时锁

①作用：避免长时间死锁
②性质：可以记录锁获取情况，多次超时，可以记录日志，获取错误情况。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

std::timed_mutex tmux;

void ThreadMainTime(int i)
{
	for (;;)
	{
		if (tmux.try_lock_for(std::chrono::microseconds(500)))
		{
			std::cout << i << ":[try_lock_for timeout]" << std::endl;
			continue;
		}

		std::cout << "[in]"<< i << std::endl;
		tmux.unlock();
		std::this_thread::sleep_for(std::chrono::microseconds(1));
	}
}

int main()
{
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		std::thread th(ThreadMainTime, i + 1);
		th.detach();
	}

	getchar();
	return 0;
}

2.2递归锁

①作用：同一线程的同一锁可以锁多次，避免不必要的死锁。
②性质：组合业务用到同一个锁

注：recursive_timed_mutex为递归超时锁！

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

std::recursive_mutex rmux;

void Task1()
{
	rmux.lock();
	std::cout << "task1 [in] " << std::endl;
	rmux.unlock();
}

void Task2()
{
	rmux.lock();
	std::cout << "task2 [in] " << std::endl;
	rmux.unlock();
}

void ThreadMainRec(int i)
{
	for (;;)
	{
		rmux.lock();
		Task1();
		std::cout << i << "[in]" << std::endl;
		std::this_thread::sleep_for(std::chrono::microseconds(2000));
		Task2();
		rmux.unlock();
	}
}

int main()
{
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		std::thread th(ThreadMainRec, i + 1);
		th.detach();
	}
	getchar();
	return 0;
}

2.3共享锁

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <shared_mutex>

std::shared_timed_mutex stmux;

void ThreadRead(int i)
{
	for (;;)
	{
		stmux.lock_shared();
		std::cout << "Read:" << i << std::endl;
		std::this_thread::sleep_for(std::chrono::microseconds(3000));
		stmux.unlock_shared();
		std::this_thread::sleep_for(std::chrono::microseconds(1));
	}
}


void ThreadWrite(int i)
{
	for (;;)
	{
		stmux.lock_shared();
		stmux.unlock_shared();
		stmux.lock();
		std::cout << "Write:" << i << std::endl;
		std::this_thread::sleep_for(std::chrono::microseconds(3000));
		stmux.unlock();
		std::this_thread::sleep_for(std::chrono::microseconds(1));
	}
}

int main()
{
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		std::thread th(ThreadWrite, i + 1);
		th.detach();
	}

	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		std::thread th(ThreadRead, i + 1);
		th.detach();
	}

	getchar();
	return 0;
}