C++怎么实现一个读写锁_C++并发控制与std::shared_mutex应用

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C++怎么实现一个读写锁_C++并发控制与std::shared_mutex应用

2025-12-03

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读写锁允许多个读线程并发访问，写线程独占访问，C++17的std::shared_mutex结合std::shared_lock和std::unique_lock可安全高效实现“读多写少”场景的同步。

c++怎么实现一个读写锁_c++并发控制与std::shared_mutex应用

在多线程编程中，读写锁（Reader-Writer Lock）是一种常见的同步机制，适用于“读多写少”的场景。它允许多个线程同时读取共享资源，但写操作必须独占访问。C++17 起提供了 std::shared_mutex，正好支持这种需求：多个读线程可以共享锁，而写线程需要独占锁。

std::shared_mutex 基本用法

std::shared_mutex 是 C++ 标准库中定义在 <shared_mutex></shared_mutex> 头文件中的类型，支持两种加锁方式：

共享锁（shared lock）：通过 lock_shared() 获取，允许多个线程同时持有，用于读操作。
独占锁（exclusive lock）：通过 lock() 获取，仅允许一个线程持有，用于写操作。

配合 RAII 管理的 std::shared_lock 和 std::unique_lock 使用更安全。

示例代码：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
#include <shared_mutex>
#include <chrono>

std::vector<int> data = {1, 2, 3};
std::shared_mutex rw_mutex;

void reader(int id) {
    std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(rw_mutex);
    std::cout << "Reader " << id << " sees data: ";
    for (int d : data) std::cout << d << " ";
    std::cout << "\n";
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100)); // 模拟读耗时
}

void writer(int id) {
    std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(rw_mutex);
    data.push_back(id);
    std::cout << "Writer " << id << " added " << id << "\n";
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(200));
}

// 启动多个读线程和写线程测试
std::vector<std::thread> threads;
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    threads.emplace_back(reader, i);
}
for (int i = 10; i < 12; ++i) {
    threads.emplace_back(writer, i);
}
for (auto& t : threads) t.join();