浅谈c多线程中的资源竞争

在这篇文章中，我们将讨论如何使用mutexlocks来阻止共享数据在多线程环境下的资源竞争问题

什么是资源竞争（racecondition）

Racecondition是一种多线程中的bug。

当进程中的多个线程，同时读取一块内存数据，与此同时其中一个或多个线程修改了这块内存数据。这样就会导致不可预期的结果

因为线程不安全引起的错误往往非常难发现，因为这种现象是不能稳定复现的。

让我们来看一下这种现象

图1钱包类

如图1，我们首先定义了一个钱包类，然后我们创建五个线程，这五个线程同时来操作这个钱包，给其增加元钱。

图2创建5个线程，操作这个钱包

我们期待的是最终程序结束后，钱包里的金额应该为。循环次，结果都不尽然。

Outputis,

Erroratcount=MoneyinWallet=

发生了什么

图1中，代码11行，并不是原子操作，其实这一行代码分为三步：

将mMoney变量放到寄存器将寄存器中的值+1将寄存器的值赋给mMoney

所以在执行中，经常会出现这种情况

图3错误的根源

解决方案：锁

mutex称之为锁。每个线程在读写一个共享变量的时候，需要先对变量进行加锁操作，完成后，再将锁拿掉。

这两个动作，我们分别称之为lockmutex和unlockmutex。

在C++11中，mutexs使用mutex头文件引入，使用最多的是std::mutex类，这个类有两个重要的方法

1）lock()

2)unlock()

首先，我们将钱包类修改为图4，我们在图4的15行增加了mutex，这样再执行图2的代码，程序结束后，钱包内的金额即为元

图4

更高级的用法

图4中，我们可以看到，mutex的lock()和unlock是配对的。如果我们只使用了lock，之后忘记unlock。在这种情况下，一个线程将永远保持对这个变量的使用权，其他线程将永远处于等待状态

为了防止这种问题的发生。c++11引入了std::lock_guard。在lock_gurad创建的时候开始加锁，在其析构的时候，释放锁。具体用法，见图5

图5