何时使用C++11的mutex、lock、unique_lock、shared_lock等？

Question

1. 除了shared_lock的析构函数会解开关联的互斥锁之外，shared_lock和shared_mutex.lock_shared()之间有什么区别？
2. shared_lock是唯一可以与之配合使用的互斥锁类吗？
3. 为什么有人想要使用lock_guard而不是unique_lock？
4. 如果我有许多线程在不断地锁定一个变量进行读取（shared_lock），而我有一个变量在尝试用unique_lock进行写入锁定，那么这个写入线程是否会优先于其他线程进行操作？
5. 对于问题＃4，是否有可能发生死锁？

- Benoît Dubreuil

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始终优先选择RAII而非显式释放操作。否则，使用提供所需功能的最简单方法，这样您就不必为不需要的内容付费。 - David Schwartz

通过RAII，你的意思是用大括号将我的锁定代码包含起来吗？例如： { lock; foo = ...; // 析构函数将解锁 } - Benoît Dubreuil

不和是非常重要的。锁类满足RAII的要求，即在锁定某些内容后自动解锁一次锁的析构函数被调用。使用互斥锁时，必须显式地解锁它们。 - Nimelrian

《C++并发编程实战》（Anthony Williams著）是一个不错的起点。 - Ivan Aksamentov - Drop

在互斥锁页面上，示例现在使用lock_guard。 - Cubbi

谢谢大家，我想我终于理解了RAII习语（至少是基础知识），但仍有一些问题我找不到答案。 - Benoît Dubreuil

Answer 1

1. shared_mutex.lock_shared()是一个函数调用，它以共享模式锁定shared_mutex，而shared_lock是一个“锁类”，用于在作用域结束时锁定和自动解锁互斥量。

2. 不，您可以使用任何符合SharedMutex要求的类型来使用shared_lock。

3. 除非需要unique_lock的其他功能，否则始终使用lock_guard。这样你的意图更清晰。

4. 这与shared_lock或unique_lock无关，而与您正在使用的SharedMutex有关。确切的行为未由标准指定。但是以下是一些线索：

   • 在Windows上，shared_lock通常使用SRWLOCK实现，并尝试公平地平衡读者和写者。没有人会在这里拥有更高的优先级。
   • 在POSIX系统上，shared_mutex很可能是基于pthread_rwlock_t实现的，实现通常会优先考虑读者，因为它要求支持递归读锁。
   • Boost shared_mutex尝试公平对待，不偏向任何一方。

5. 对于偏向读者的shared_mutex，如果始终至少有一个读者持有锁，则您的编写器线程可能永远无法获取锁定。

- user1143634