Android常用C++特性之std::unique_lock
声明：本文内容生成自ChatGPT，目的是为方便大家了解学习作为引用到作者的其他文章中。
std::unique_lock 是 C++ 标准库中的一种灵活的锁管理类，提供了比 std::lock_guard 更多的功能和灵活性。它可以控制对互斥锁（std::mutex）的独占所有权，并允许手动锁定、解锁、尝试锁定等操作。
与 std::lock_guard 不同，std::unique_lock 可以：
- 延迟锁定：允许在构造后再锁定互斥锁。
- 提前解锁：可以在作用域内的某个时刻手动解锁互斥锁。
- 尝试锁定：可以使用
try_lock()方法尝试锁定互斥锁。
语法
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
或
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex, std::defer_lock); // 延迟锁定
构造函数
std::unique_lock 的构造函数有几种常用形式：
-
立即锁定（默认行为）：
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);- 创建
unique_lock时会自动锁定传递的mutex。
-
延迟锁定（不锁定互斥锁）：
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex, std::defer_lock);- 创建
unique_lock时不会立即锁定互斥锁，你需要手动调用lock()来锁定。
-
尝试锁定（尝试立即锁定）：
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex, std::try_to_lock);- 尝试锁定互斥锁，如果锁定失败，不会阻塞线程，可以通过
lock.owns_lock()检查是否成功获得锁。
-
直接采用已有的锁定：
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex, std::adopt_lock);- 使用此选项表明互斥锁已经被锁定，
unique_lock不会再次尝试锁定。
std::unique_lock 常用方法
lock()：手动锁定互斥锁。如果在构造时选择了std::defer_lock，你可以使用lock()方法来在稍后锁定互斥锁。unlock()：手动解锁互斥锁。你可以在需要时释放锁以允许其他线程访问共享资源。try_lock()：尝试锁定互斥锁。如果锁定成功，返回true，否则返回false。该方法不会阻塞线程。owns_lock()：返回一个布尔值，表示unique_lock是否拥有互斥锁的所有权。release()：释放unique_lock对互斥锁的控制权，但不会解锁互斥锁。这在某些高级场景中可能有用。
示例
1. 基本使用
#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>std::mutex mtx;void printThreadId(int id) {std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx); // 自动锁定互斥锁std::cout << "Thread ID: " << id << std::endl;// lock 作用域结束后自动解锁
}int main() {std::thread t1(printThreadId, 1);std::thread t2(printThreadId, 2);t1.join();t2.join();return 0;
}
2. 延迟锁定
#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>std::mutex mtx;void work() {std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx, std::defer_lock); // 延迟锁定std::cout << "Before locking." << std::endl;lock.lock(); // 手动锁定std::cout << "Lock acquired." << std::endl;lock.unlock(); // 手动解锁std::cout << "Lock released." << std::endl;
}int main() {std::thread t1(work);std::thread t2(work);t1.join();t2.join();return 0;
}
在这个例子中，互斥锁在稍后通过 lock() 手动锁定，然后通过 unlock() 解锁。
3. 尝试锁定
#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>std::mutex mtx;void tryLockWork() {std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx, std::try_to_lock);if (lock.owns_lock()) {std::cout << "Lock acquired by thread." << std::endl;} else {std::cout << "Failed to acquire lock." << std::endl;}
}int main() {std::thread t1(tryLockWork);std::thread t2(tryLockWork);t1.join();t2.join();return 0;
}
在这个例子中，我们使用 std::try_to_lock 尝试获取锁。如果某个线程在尝试锁定时已经锁定了互斥锁，另一个线程将无法获得锁并输出“Failed to acquire lock”。
std::unique_lock 与 std::lock_guard 的区别
- 灵活性：
std::unique_lock提供了更多的功能（如延迟锁定、手动解锁和尝试锁定），而std::lock_guard则是一个更加轻量级的加锁工具，自动加锁并在作用域结束时解锁。 - 性能：
std::lock_guard比std::unique_lock更高效，因为它是针对简单的加锁/解锁场景设计的，没有额外的操作开销。如果你只需要在构造和析构时加锁和解锁，使用std::lock_guard更加合适。 - 场景：当你需要在代码的某些部分手动解锁或延迟加锁时，
std::unique_lock是更好的选择。如果你只需要简单的加锁和解锁，std::lock_guard就足够了。
总结
std::unique_lock提供了一个灵活的互斥锁管理工具，支持延迟锁定、手动解锁和尝试锁定等高级功能。- 与
std::lock_guard相比，std::unique_lock在锁管理方面有更多的控制权，适用于更复杂的同步场景。 - 在多线程编程中，
std::unique_lock适合那些需要在特定时刻手动锁定或解锁的场景，而std::lock_guard则更适合简单、固定的锁管理。