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std::lock_guard

• std::lock_guard严格基于作用域(scope-based)的锁管理类模板，构造时是否加锁是可选的(不加锁时假定当前线程已经获得锁的所有权)，析构时自动释放锁，所有权不可转移，对象生存期内不允许手动加锁和释放锁。
• 默认构造函数里锁定互斥量，即调用互斥量的lock函数。
• 析构函数里解锁互斥量，即调用互斥量的unlock函数。
• std::lock_guard 对象并不负责管理 Mutex 对象的生命周期，lock_guard 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::unique_lock

• 与std:::lock_gurad基本一致，但更加灵活的锁管理类模板，构造时是否加锁是可选的，在对象析构时如果持有锁会自动释放锁，所有权可以转移。对象生命期内允许手动加锁和释放锁。但提供了更好的上锁和解锁控制，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****。
• std::unique_lock的上锁/解锁操作:lock，try_lock，try_lock_for，try_lock_until 和unlock

两者区别

• std::unique_lock更灵活，提供了lock, unlock, try_lock等接口
• std::lock_guard更简单，没有多余的接口，构造函数时拿到锁，析构函数时释放锁，但更省时

线程死锁

因为std::lock_guard更简单的特性，所以可能出现下列情况的线程死锁

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <mutex>
#include <thread>
std::mutex mt1;
std::mutex mt2;
void deadLock(std::mutex& mtA, std::mutex& mtB)
{

    std::lock_guard<std::mutex>lock1(mtA);
    std::cout << "get the first mutex" << " in thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1));

    std::lock_guard<std::mutex>lock2(mtB);
    std::cout << "get the second mutex" << " in thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl;


    std::cout << "do something in thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
}


int main() {
    std::thread t1([&] {deadLock(mt1, mt2); });
    std::thread t2([&] {deadLock(mt2, mt1); });
    t1.join();
    t2.join();
}

解决方式：使用锁定策略+原子锁方式来防止死锁情况

方法一：先同时lock掉两个锁，再构建std::lock_guard

构建lock_guard时，Tag 参数为 std::adopt_lock，表明当前线程已经获得了锁，不需要再锁了，此后mt对象的解锁操作交由 lock_guard 对象 guard 来管理，在 guard 的生命周期结束之后，mt对象会自动解锁。

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <mutex>
#include <thread>
#include <assert.h>
std::mutex mt1;
std::mutex mt2
void deadLockProcess1(std::mutex& mtA, std::mutex& mtB)
{
    std::lock(mtA, mtB);

    std::lock_guard<std::mutex>lock1(mtA, std::adopt_lock);
    std::cout << "get the first mutex" << " in thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1));

    std::lock_guard<std::mutex>lock2(mtB, std::adopt_lock);
    std::cout << "get the second mutex" << " in thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
    std::cout << "do something in thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t1([&] {deadLockProcess1(mt1, mt2); });
    std::thread t2([&] {deadLockProcess1(mt2, mt1); });
    t1.join();
    t2.join();
}

上述例子使用std::unique_lock其实也可以，但这时使用如上面的lock_guard效率更高。

方法二：先构建std::unique_lock，再同时lock掉两个锁

构建unique_lock时，Tag 参数为 std::defer_lock，表明不lock锁，在执行功能代码之前再统一lock掉两个unique_lock，在 unique_lock 的生命周期结束之后，mt对象自动解锁。

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <mutex>
#include <thread>
#include <assert.h>
std::mutex mt1;
std::mutex mt2;
void deadLockProcess2(std::mutex& mtA, std::mutex& mtB)
{
    std::unique_lock<std::mutex>lock1(mtA, std::defer_lock);
    std::cout << "get the first mutex" << " in thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1));

    std::unique_lock<std::mutex>lock2(mtB, std::defer_lock);
    std::cout << "get the second mutex" << " in thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl;

    std::lock(lock1, lock2);

    assert(lock1.owns_lock() == true);


    std::cout << "do something in thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t1([&] {deadLockProcess2(mt1, mt2); });
    std::thread t2([&] {deadLockProcess2(mt2, mt1); });
    t1.join();
    t2.join();
}