概述

头文件介绍
Mutex 系列类(四种)

std::mutex，最基本的 Mutex 类。
std::recursive_mutex，递归 Mutex 类。
std::timed_mutex，定时 Mutex 类。
std::recursive_timed_mutex，定时递归 Mutex 类。

Lock 类（两种）

std::lock_guard，与 Mutex RAII 相关，方便线程对互斥量上锁。
std::unique_lock，与 Mutex RAII 相关，方便线程对互斥量上锁，但提供了更好的上锁和解锁控制。
其他类型

std::once_flag
std::adopt_lock_t
std::defer_lock_t
std::try_to_lock_t
函数

std::try_lock，尝试同时对多个互斥量上锁。
std::lock，可以同时对多个互斥量上锁。
std::call_once，如果多个线程需要同时调用某个函数，call_once 可以保证多个线程对该函数只调用一次。
std::mutex 介绍

下面以 std::mutex 为例介绍 C++11 中的互斥量用法。

std::mutex 是C++11 中最基本的互斥量，std::mutex 对象提供了独占所有权的特性——即不支持递归地对
std::mutex 对象上锁，而 std::recursive_lock 则可以递归地对互斥量对象上锁。

std::mutex 的成员函数

构造函数，std::mutex不允许拷贝构造，也不允许 move 拷贝，最初产生的 mutex 对象是处于 unlocked 状态的。
lock()，调用线程将锁住该互斥量。线程调用该函数会发生下面 3 种情况：(1). 如果该互斥量当前没有被锁住，则调用线程将该互斥量锁住，直到调用 unlock之前，该线程一直拥有该锁。(2). 如果当前互斥量被其他线程锁住，则当前的调用线程被阻塞住。(3). 如果当前互斥量被当前调用线程锁住，则会产生死锁(deadlock)。
unlock()，解锁，释放对互斥量的所有权。
try_lock()，尝试锁住互斥量，如果互斥量被其他线程占有，则当前线程也不会被阻塞。线程调用该函数也会出现下面 3 种情况，(1). 如果当前互斥量没有被其他线程占有，则该线程锁住互斥量，直到该线程调用 unlock 释放互斥量。(2). 如果当前互斥量被其他线程锁住，则当前调用线程返回 false，而并不会被阻塞掉。(3). 如果当前互斥量被当前调用线程锁住，则会产生死锁(deadlock)。

std::recursive_mutex 介绍

std::recursive_mutex 与 std::mutex 一样，也是一种可以被上锁的对象，但是和 std::mutex 不同的是，std::recursive_mutex 允许同一个线程对互斥量多次上锁（即递归上锁），来获得对互斥量对象的多层所有权，std::recursive_mutex 释放互斥量时需要调用与该锁层次深度相同次数的 unlock()，可理解为 lock() 次数和 unlock() 次数相同，除此之外，std::recursive_mutex 的特性和 std::mutex 大致相同。

std::timed_mutex 介绍

std::timed_mutex 比 std::mutex 多了两个成员函数，try_lock_for()，try_lock_until()。

try_lock_for 函数接受一个时间范围，表示在这一段时间范围之内线程如果没有获得锁则被阻塞住（与 std::mutex 的 try_lock() 不同，try_lock 如果被调用时没有获得锁则直接返回 false），如果在此期间其他线程释放了锁，则该线程可以获得对互斥量的锁，如果超时（即在指定时间内还是没有获得锁），则返回 false。

try_lock_until 函数则接受一个时间点作为参数，在指定时间点未到来之前线程如果没有获得锁则被阻塞住，如果在此期间其他线程释放了锁，则该线程可以获得对互斥量的锁，如果超时（即在指定时间内还是没有获得锁），则返回 false。
std::recursive_timed_mutex 介绍

和 std:recursive_mutex 与 std::mutex 的关系一样，std::recursive_timed_mutex 的特性也可以从 std::timed_mutex 推导出来

std::lock_guard 介绍

std::lock_gurad 是 C++11 中定义的模板类。定义如下：

template <class Mutex> class lock_guard;

lock_guard 对象通常用于管理某个锁(Lock)对象，因此与 Mutex RAII 相关，方便线程对互斥量上锁，即在某个 lock_guard 对象的声明周期内，它所管理的锁对象会一直保持上锁状态；而 lock_guard 的生命周期结束之后，它所管理的锁对象会被解锁(注：类似 shared_ptr 等智能指针管理动态分配的内存资源 )。
模板参数 Mutex 代表互斥量类型，例如 std::mutex 类型，它应该是一个基本的 BasicLockable 类型，标准库中定义几种基本的 BasicLockable 类型，分别 std::mutex, std::recursive_mutex, std::timed_mutex，std::recursive_timed_mutex 以及 std::unique_lock(本文后续会介绍 std::unique_lock)。(注：BasicLockable 类型的对象只需满足两种操作，lock 和 unlock，另外还有 Lockable 类型，在 BasicLockable 类型的基础上新增了 try_lock 操作，因此一个满足 Lockable 的对象应支持三种操作：lock，unlock 和 try_lock；最后还有一种 TimedLockable 对象，在 Lockable 类型的基础上又新增了 try_lock_for 和 try_lock_until 两种操作，因此一个满足 TimedLockable 的对象应支持五种操作：lock, unlock, try_lock, try_lock_for, try_lock_until)。
在 lock_guard 对象构造时，传入的 Mutex 对象(即它所管理的 Mutex 对象)会被当前线程锁住。在lock_guard 对象被析构时，它所管理的 Mutex 对象会自动解锁，由于不需要程序员手动调用 lock 和 unlock 对 Mutex 进行上锁和解锁操作，因此这也是最简单安全的上锁和解锁方式，尤其是在程序抛出异常后先前已被上锁的 Mutex 对象可以正确进行解锁操作，极大地简化了程序员编写与 Mutex 相关的异常处理代码。
值得注意的是，lock_guard 对象并不负责管理 Mutex 对象的生命周期，lock_guard 对象只是简化了 Mutex 对象的上锁和解锁操作，方便线程对互斥量上锁，即在某个 lock_guard 对象的声明周期内，它所管理的锁对象会一直保持上锁状态；而 lock_guard 的生命周期结束之后，它所管理的锁对象会被解锁。

std::lock_guard 构造函数

lock_guard 构造函数如下表所示：

locking (1) explicit lock_guard (mutex_type& m);
adopting (2) lock_guard (mutex_type& m, adopt_lock_t tag);
copy [deleted](3) lock_guard (const lock_guard&) = delete;

locking 初始化
lock_guard 对象管理 Mutex 对象 m，并在构造时对 m 进行上锁（调用 m.lock()）。
adopting初始化
lock_guard 对象管理 Mutex 对象 m，与 locking 初始化(1) 不同的是， Mutex 对象 m 已被当前线程锁住。
拷贝构造
lock_guard 对象的拷贝构造和移动构造(move construction)均被禁用，因此 lock_guard 对象不可被拷贝构造或移动构造。
我们来看一个简单的例子(参考)：

#include <iostream> // std::cout
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex, std::lock_guard, std::adopt_lock
std::mutex mtx; // mutex for critical section
void print_thread_id (int id) {
mtx.lock();
std::lock_guard<std::mutex> lck(mtx, std::adopt_lock);
std::cout << "thread #" << id << '\n';
}
int main ()
{
std::thread threads[10];
// spawn 10 threads:
for (int i=0; i<10; ++i)
threads[i] = std::thread(print_thread_id,i+1);
for (auto& th : threads) th.join();
return 0;
}

mtx.lock();
std::lock_guard<std::mutex> lck(mtx, std::adopt_lock);

在 print_thread_id 中，我们首先对 mtx 进行上锁操作(mtx.lock();)，然后用 mtx 对象构造一个 lock_guard 对象(std::lock_guard lck(mtx, std::adopt_lock);)，注意此时 Tag 参数为 std::adopt_lock，表明当前线程已经获得了锁，此后 mtx 对象的解锁操作交由 lock_guard 对象 lck 来管理，在 lck 的生命周期结束之后，mtx 对象会自动解锁。
lock_guard 最大的特点就是安全易于使用，请看下面例子(参考)，在异常抛出的时候通过 lock_guard 对象管理的 Mutex 可以得到正确地解锁。

#include <iostream> // std::cout
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex, std::lock_guard
#include <stdexcept> // std::logic_error
std::mutex mtx;
void print_even (int x) {
if (x%2==0) std::cout << x << " is even\n";
else throw (std::logic_error("not even"));
}
void print_thread_id (int id) {
try {
// using a local lock_guard to lock mtx guarantees unlocking on destruction / exception:
std::lock_guard<std::mutex> lck (mtx);
print_even(id);
}
catch (std::logic_error&) {
std::cout << "[exception caught]\n";
}
}
int main ()
{
std::thread threads[10];
// spawn 10 threads:
for (int i=0; i<10; ++i)
threads[i] = std::thread(print_thread_id,i+1);
for (auto& th : threads) th.join();
return 0;
}

// using a local lock_guard to lock mtx guarantees unlocking on destruction / exception:
std::lock_guard<std::mutex> lck (mtx);

std::unique_lock 介绍

但是 lock_guard 最大的缺点也是简单，没有给程序员提供足够的灵活度，因此，C++11 标准中定义了另外一个与 Mutex RAII 相关类 unique_lock，该类与 lock_guard 类相似，也很方便线程对互斥量上锁，但它提供了更好的上锁和解锁控制。
顾名思义，unique_lock 对象以独占所有权的方式（ unique owership）管理 mutex 对象的上锁和解锁操作，所谓独占所有权，就是没有其他的 unique_lock 对象同时拥有某个 mutex 对象的所有权。
在构造(或移动(move)赋值)时，unique_lock 对象需要传递一个 Mutex 对象作为它的参数，新创建的 unique_lock 对象负责传入的 Mutex 对象的上锁和解锁操作。

std::unique_lock 对象也能保证在其自身析构时它所管理的 Mutex 对象能够被正确地解锁（即使没有显式地调用 unlock 函数）。因此，和 lock_guard 一样，这也是一种简单而又安全的上锁和解锁方式，尤其是在程序抛出异常后先前已被上锁的 Mutex 对象可以正确进行解锁操作，极大地简化了程序员编写与 Mutex 相关的异常处理代码。

值得注意的是，unique_lock 对象同样也不负责管理 Mutex 对象的生命周期，unique_lock 对象只是简化了 Mutex 对象的上锁和解锁操作，方便线程对互斥量上锁，即在某个 unique_lock 对象的声明周期内，它所管理的锁对象会一直保持上锁状态；而 unique_lock 的生命周期结束之后，它所管理的锁对象会被解锁，这一点和 lock_guard 类似，但 unique_lock 给程序员提供了更多的自由，我会在下面的内容中给大家介绍 unique_lock 的用法。
另外，与 lock_guard 一样，模板参数 Mutex 代表互斥量类型，例如 std::mutex 类型，它应该是一个基本的 BasicLockable 类型，标准库中定义几种基本的 BasicLockable 类型，分别 std::mutex, std::recursive_mutex, std::timed_mutex，std::recursive_timed_mutex(注：BasicLockable 类型的对象只需满足两种操作，lock 和 unlock，另外还有 Lockable 类型，在 BasicLockable 类型的基础上新增了 try_lock 操作，因此一个满足 Lockable 的对象应支持三种操作：lock，unlock 和 try_lock；最后还有一种 TimedLockable 对象，在 Lockable 类型的基础上又新增了 try_lock_for 和 try_lock_until 两种操作，因此一个满足 TimedLockable 的对象应支持五种操作：lock, unlock, try_lock, try_lock_for, try_lock_until)。

std::unique_lock 构造函数

std::unique_lock 的构造函数的数目相对来说比 std::lock_guard 多，其中一方面也是因为
std::unique_lock 更加灵活，从而在构造 std::unique_lock
对象时可以接受额外的参数。总地来说，std::unique_lock 构造函数如下：

default (1) unique_lock() noexcept;

新创建的 unique_lock 对象不管理任何 Mutex 对象。

locking (2) explicit unique_lock(mutex_type& m);

新创建的 unique_lock 对象管理 Mutex 对象 m，并尝试调用 m.lock() 对 Mutex 对象进行上锁，如果此时另外某个 unique_lock 对象已经管理了该 Mutex 对象 m，则当前线程将会被阻塞。

try-locking (3) unique_lock(mutex_type& m, try_to_lock_t tag);

新创建的 unique_lock 对象管理 Mutex 对象 m，并尝试调用 m.try_lock() 对 Mutex 对象进行上锁，但如果上锁不成功，并不会阻塞当前线程。

deferred (4)    unique_lock(mutex_type& m, defer_lock_t tag) noexcept;

新创建的 unique_lock 对象管理 Mutex 对象 m，但是在初始化的时候并不锁住 Mutex 对象。 m 应该是一个没有当前线程锁住的 Mutex 对象。

adopting (5)    unique_lock(mutex_type& m, adopt_lock_t tag);

新创建的 unique_lock 对象管理 Mutex 对象 m， m 应该是一个已经被当前线程锁住的 Mutex 对象。(并且当前新创建的 unique_lock 对象拥有对锁(Lock)的所有权)。

locking for (6) template <class Rep, class Period>
unique_lock(mutex_type& m, const chrono::duration<Rep,Period>& rel_time);

新创建的 unique_lock 对象管理 Mutex 对象 m，并试图通过调用 m.try_lock_for(rel_time) 来锁住 Mutex 对象一段时间(rel_time)。

locking until (7) template <class Clock, class Duration>
unique_lock(mutex_type& m, const chrono::time_point<Clock,Duration>& abs_time);

新创建的 unique_lock 对象管理 Mutex 对象m，并试图通过调用 m.try_lock_until(abs_time) 来在某个时间点(abs_time)之前锁住 Mutex 对象。

copy [deleted] (8) unique_lock(const unique_lock&) = delete;
unique_lock

对象不能被拷贝构造。

move (9)    unique_lock(unique_lock&& x);

新创建的 unique_lock 对象获得了由 x 所管理的 Mutex 对象的所有权(包括当前 Mutex 的状态)。调用 move 构造之后， x 对象如同通过默认构造函数所创建的，就不再管理任何 Mutex 对象了。
综上所述，由 (2) 和 (5) 创建的 unique_lock 对象通常拥有 Mutex 对象的锁。而通过 (1) 和 (4) 创建的则不会拥有锁。通过 (3)，(6) 和 (7) 创建的 unique_lock 对象，则在 lock 成功时获得锁。
请看下面例子

#include <iostream> // std::cout
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex, std::lock, std::unique_lock
// std::adopt_lock, std::defer_lockstd::mutex foo,bar;
void task_a () {
std::lock (foo,bar); // simultaneous lock (prevents deadlock)
std::unique_lock<std::mutex> lck1 (foo,std::adopt_lock);
std::unique_lock<std::mutex> lck2 (bar,std::adopt_lock);
std::cout << "task a\n";
// (unlocked automatically on destruction of lck1 and lck2)}
void task_b () {
// foo.lock(); bar.lock(); // replaced by:
std::unique_lock<std::mutex> lck1, lck2;
lck1 = std::unique_lock<std::mutex>(bar,std::defer_lock);
lck2 = std::unique_lock<std::mutex>(foo,std::defer_lock);
std::lock (lck1,lck2); // simultaneous lock (prevents deadlock)
std::cout << "task b\n";
// (unlocked automatically on destruction of lck1 and lck2)}
int main ()
{
std::thread th1 (task_a);
std::thread th2 (task_b);
th1.join();
th2.join();
return 0;
}

std::unique_lock 移动(move assign)赋值操作

std::unique_lock 支持移动赋值(move assignment)，但是普通的赋值被禁用了，

move (1) unique_lock& operator= (unique_lock&& x) noexcept;
copy [deleted] (2) unique_lock& operator= (const unique_lock&) = delete;

移动赋值(move assignment)之后，由 x 所管理的 Mutex 对象及其状态将会被新的 std::unique_lock 对象取代。

如果被赋值的对象之前已经获得了它所管理的 Mutex 对象的锁，则在移动赋值(move assignment)之前会调用 unlock 函数释放它所占有的锁。

调用移动赋值(move assignment)之后， x 对象如同通过默认构造函数所创建的，也就不再管理任何 Mutex 对象了。请看下面例子(参考)：

#include <iostream> // std::cout
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex, std::unique_lock
std::mutex mtx; // mutex for critical section
void print_fifty (char c) {
std::unique_lock<std::mutex> lck; // default-constructed
lck = std::unique_lock<std::mutex>(mtx); // move-assigned
for (int i=0; i<50; ++i) { std::cout << c; }
std::cout << '\n';
}
int main ()
{
std::thread th1 (print_fifty,'*');
std::thread th2 (print_fifty,'$');
th1.join();
th2.join();
return 0;
}

std::unique_lock 主要成员函数

本节我们来看看 std::unique_lock 的主要成员函数。由于 std::unique_lock 比 std::lock_guard 操作灵活，因此它提供了更多成员函数。具体分类如下：

上锁/解锁操作：lock，try_lock，try_lock_for，try_lock_until 和unlock
修改操作：移动赋值(move assignment)(前面已经介绍过了)，交换(swap)（与另一个 std::unique_lock 对象交换它们所管理的 Mutex 对象的所有权），释放(release)（返回指向它所管理的 Mutex 对象的指针，并释放所有权）
获取属性操作：owns_lock（返回当前 std::unique_lock 对象是否获得了锁）、operator bool()（与 owns_lock 功能相同，返回当前 std::unique_lock 对象是否获得了锁）、mutex（返回当前 std::unique_lock 对象所管理的 Mutex 对象的指针）。
std::unique_lock::lock请看下面例子(参考)：
上锁操作，调用它所管理的 Mutex 对象的 lock 函数。如果在调用 Mutex 对象的 lock 函数时该 Mutex 对象已被另一线程锁住，则当前线程会被阻塞，直到它获得了锁。
该函数返回时，当前的 unique_lock 对象便拥有了它所管理的 Mutex 对象的锁。如果上锁操作失败，则抛出 system_error 异常。
// unique_lock::lock/unlock
各个成员函数的用法：
#include <iostream> // std::cout
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex, std::unique_lock, std::defer_lock
std::mutex mtx; // mutex for critical section
void print_thread_id (int id) {
std::unique_lock<std::mutex> lck (mtx,std::defer_lock);
// critical section (exclusive access to std::cout signaled by locking lck):
lck.lock();
std::cout << "thread #" << id << '\n';
lck.unlock();
}
int main ()
{
std::thread threads[10];
// spawn 10 threads:
for (int i=0; i<10; ++i)
threads[i] = std::thread(print_thread_id,i+1);
for (auto& th : threads) th.join();
return 0;
}

try_lock

上锁操作，调用它所管理的 Mutex 对象的 try_lock 函数，如果上锁成功，则返回 true，否则返回 false。
请看下面例子(参考)：

#include <iostream> // std::cout
#include <vector> // std::vector
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex, std::unique_lock, std::defer_lock
std::mutex mtx; // mutex for critical section
void print_star () {
std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx,std::defer_lock);
// print '*' if successfully locked, 'x' otherwise:
if (lck.try_lock())
std::cout << '*';
else
std::cout << 'x';
}
int main ()
{
std::vector<std::thread> threads;
for (int i=0; i<500; ++i)
threads.emplace_back(print_star);
for (auto& x: threads) x.join();
return 0;
}

try_lock_for

上锁操作，调用它所管理的 Mutex 对象的 try_lock_for 函数，如果上锁成功，则返回 true，否则返回 false。
请看下面例子(参考)：

#include <iostream> // std::cout
#include <chrono> // std::chrono::milliseconds
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::timed_mutex, std::unique_lock, std::defer_lock
std::timed_mutex mtx;
void fireworks () {
std::unique_lock<std::timed_mutex> lck(mtx,std::defer_lock);
// waiting to get a lock: each thread prints "-" every 200ms:
while (!lck.try_lock_for(std::chrono::milliseconds(200))) {
std::cout << "-";
}
// got a lock! - wait for 1s, then this thread prints "*"
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
std::cout << "*\n";
}
int main ()
{
std::thread threads[10];
// spawn 10 threads:
for (int i=0; i<10; ++i)
threads[i] = std::thread(fireworks);
for (auto& th : threads) th.join();
return 0;
}

try_lock_until

上锁操作，调用它所管理的 Mutex 对象的 try_lock_for 函数，如果上锁成功，则返回 true，否则返回 false。
请看下面例子(参考)：

// timed_mutex::try_lock_until example
#include <iostream> // std::cout
#include <chrono> // std::chrono::system_clock
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::timed_mutex
#include <ctime> // std::time_t, std::tm, std::localtime, std::mktime
std::timed_mutex cinderella;
void carriage() {
std::unique_lock<std::timed_mutex> lck(cinderella, std::defer_lock);
if (lck.try_lock_until(chrono::system_clock::now()+chrono::seconds(10))) {
std::cout << "ride back home on carriage\n";
lck.unlock();
}
else
std::cout << "carriage reverts to pumpkin\n";
}
void ball() {
std::unique_lock<std::timed_mutex> lck(cinderella, std::defer_lock);
lck.lock();
std::cout << "at the ball...\n";
}
int main()
{
std::thread th1(ball);
std::thread th2(carriage);
th1.join();
th2.join();
return 0;
}

unlock

解锁操作，调用它所管理的 Mutex 对象的 unlock 函数。
请看下面例子(参考)：

#include <iostream> // std::cout
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex, std::unique_lock, std::defer_lock
std::mutex mtx; // mutex for critical section
void print_thread_id (int id) {
std::unique_lock<std::mutex> lck (mtx,std::defer_lock);
// critical section (exclusive access to std::cout signaled by locking lck):
lck.lock();
std::cout << "thread #" << id << '\n';
lck.unlock();
}
int main ()
{
std::thread threads[10];
// spawn 10 threads:
for (int i=0; i<10; ++i)
threads[i] = std::thread(print_thread_id,i+1);
for (auto& th : threads) th.join();
return 0;
}

release

返回指向它所管理的 Mutex 对象的指针，并释放所有权。
请看下面例子(参考)：

#include <iostream> // std::cout
#include <vector> // std::vector
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex, std::unique_lock
std::mutex mtx;int count = 0;
void print_count_and_unlock (std::mutex* p_mtx) {
std::cout << "count: " << count << '\n';
p_mtx->unlock();
}
void task() {
std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
++count;
print_count_and_unlock(lck.release());
}
int main ()
{
std::vector<std::thread> threads;
for (int i=0; i<10; ++i)
threads.emplace_back(task);
for (auto& x: threads) x.join();
return 0;
}

owns_lock

返回当前 std::unique_lock 对象是否获得了锁。
请看下面例子(参考)：

#include <iostream> // std::cout
#include <vector> // std::vector
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex, std::unique_lock, std::try_to_lock
std::mutex mtx; // mutex for critical section
void print_star () {
std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx,std::try_to_lock);
// print '*' if successfully locked, 'x' otherwise:
if (lck.owns_lock())
std::cout << '*';
else
std::cout << 'x';
}
int main ()
{
std::vector<std::thread> threads;
for (int i=0; i<500; ++i)
threads.emplace_back(print_star);
for (auto& x: threads) x.join();
return 0;
}

operator bool()

与 owns_lock 功能相同，返回当前 std::unique_lock 对象是否获得了锁。
请看下面例子(参考)：

#include <iostream> // std::cout
#include <vector> // std::vector
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex, std::unique_lock, std::try_to_lock
std::mutex mtx; // mutex for critical section
void print_star () {
std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx,std::try_to_lock);
// print '*' if successfully locked, 'x' otherwise:
if (lck)
std::cout << '*';
else
std::cout << 'x';
}
int main ()
{
std::vector<std::thread> threads;
for (int i=0; i<500; ++i)
threads.emplace_back(print_star);
for (auto& x: threads) x.join();
return 0;
}

mutex

返回当前 std::unique_lock 对象所管理的 Mutex 对象的指针。
请看下面例子(参考)：

#include <iostream> // std::cout
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex, std::unique_lock, std::defer_lock
class MyMutex : public std::mutex {
int _id;public:
MyMutex (int id) : _id(id) {}
int id() {return _id;}
};
MyMutex mtx (101);
void print_ids (int id) {
std::unique_lock<MyMutex> lck (mtx);
std::cout << "thread #" << id << " locked mutex " << lck.mutex()->id() << '\n';
}
int main ()
{
std::thread threads[10];
// spawn 10 threads:
for (int i=0; i<10; ++i)
threads[i] = std::thread(print_ids,i+1);
for (auto& th : threads) th.join();
return 0;

参考资料

《c++ 11并发指南》

############################################

std::unique_lock 与std::lock_guard都能实现自动加锁与解锁功能，但是std::unique_lock要比std::lock_guard更灵活，但是更灵活的代价是占用空间相对更大一点且相对更慢一点。
通过实现一个线程安全的队列来说明两者之间的差别。

template <typename T>
class ThreadSafeQueue{
public:
void Insert(T value);
void Popup(T &value);
bool Empety();
private:
mutable std::mutex mut_;
std::queue<T> que_;
std::condition_variable cond_;
};
template <typename T>
void ThreadSafeQueue::Insert(T value){
std::lock_guard<std::mutex> lk(mut_);
que_.push_back(value);
cond_.notify_one();
template <typename T>
void ThreadSafeQueue::Popup(T &value){
std::unique_lock<std::mutex> lk(mut_);
cond_.wait(lk, [this]{return !que_.empety();});
value = que_.front();
que_.pop();
}
template <typename T>
bool ThreadSafeQueue::Empty() const{
std::lock_guard<std::mutex> lk(mut_);
return que_.empty();
}

上面代码只实现了关键的几个函数，并使用了C++11新引入的condition_variable条件变量。从Popup与Inert两个函数看std::unique_lock相对std::lock_guard更灵活的地方在于在等待中的线程如果在等待期间需要解锁mutex，并在之后重新将其锁定。而std::lock_guard却不具备这样的功能。
上面代码中

cond_.wait(lk, [this]{return !Empety();});

可能会比较难以理解，

[this]{return !Empety();}

是C++11新引入的功能，lambda表达式，是一种匿名函数。方括号内表示捕获变量。当lambda表达式返回true时（即queue不为空），wait函数会锁定mutex。当lambda表达式返回false时，wait函数会解锁mutex同时会将当前线程置于阻塞或等待状态。
还存在另一种读写锁，但是并没有引入C++11，但是boost库提供了对应的实现。读写锁主要适合在于共享数据更新频率较低，但是读取共享数据频率较高的场合。

lock_guard/unique_lock详解

概述

std::lock_guard 介绍

std::lock_guard 构造函数

// using a local lock_guard to lock mtx guarantees unlocking on destruction / exception:
std::lock_guard<std::mutex> lck (mtx);

std::unique_lock 介绍

std::unique_lock 构造函数

std::unique_lock 移动(move assign)赋值操作

std::unique_lock 主要成员函数

try_lock

try_lock_for

try_lock_until

unlock

release

owns_lock

operator bool()

mutex

参考资料

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概述

std::lock_guard 介绍

std::lock_guard 构造函数

// using a local lock_guard to lock mtx guarantees unlocking on destruction / exception: std::lock_guard<std::mutex> lck (mtx);

std::unique_lock 介绍

std::unique_lock 构造函数

std::unique_lock 移动(move assign)赋值操作

std::unique_lock 主要成员函数

try_lock

try_lock_for

try_lock_until

unlock

release

owns_lock

operator bool()

mutex

参考资料

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// using a local lock_guard to lock mtx guarantees unlocking on destruction / exception:
std::lock_guard<std::mutex> lck (mtx);