多線程 mutex的理解

mutex，我的理解是每個mutex對象都是一個帶鎖頭的門，這個門有兩個狀態，門開著和門關著，感覺像是廢話。。。

當想查看門的里東西，或者把東西放進門裡，或者從門裡拿出東西前，都需要看看，門是否是打開的。

• 如果門是打開的，就要進去後趕緊把門關上。關上後，就可以查看屋子裡的東西，放東西到屋子裡，從屋子裡拿東西。
• 如果門是關著的，就要在外面等著，直到有人出來時，把門打開了，你才能進去。

每個mutex都是不同的門，當你用mutex a鎖上了一個門，就只能用mutex a去打開，用mutex b是打不開，切記。

例子：用mutex a鎖門，用metex b去開門，結果沒打開，就導致了程式的死鎖。

註意：這個程式專門為了測試，mutex的問題。

#include <list>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <algorithm>
#include <thread>
#include <unistd.h>

using namespace std;

class data_protect{
public:
  list<int> alist{1,2};
  mutex m;
  mutex m1;
public:
  
  void add_list(int val){
    m.lock();  //----------------①
    alist.push_back(val);
  }
  bool contains(int val){
    m1.unlock();//----------------------②
    return find(alist.begin(), alist.end(), val) != alist.end();
  }
};

void func(data_protect& dp){
  dp.add_list(12);
}

int main(){
  data_protect dp;
  thread t(func, ref(dp));
  //t.join();
  t.detach();//---------------③
  //sleep(1);
  dp.add_list(12);//----------------④
  if(dp.contains(12)){//------------------⑤
    cout << "contains 12" << endl;
  }
  for(auto& s : dp.alist){
    cout << s << endl;
  }
  pthread_exit(NULL);

}

執行結果：死鎖，程式永遠在等待鎖的打開。

執行結果分析：

從③處開始就開了一個新的線程a，線程a調用了add_list()方法，add_list方法里，在①處是用m去上的鎖。main函數線程在④處也調用了，add_list()方法，進去後，發現是上鎖的狀態，所以就阻塞在哪裡，等著鎖打開後，main函數線程好進去，然後在⑤處調用了contains方法，contains方法試圖在②處用m1去解m的鎖，所以就解不開①處的鎖，所以就導致了一個線程一直等在①處的鎖的地方，就導致了死鎖。

如果把②處的m1.unlock();換成m.unlock();就能解開鎖了，就不會導致死鎖。

想說明的東西，用哪個mutex上的鎖，就得用哪個mutex去解鎖。

mutex的正確使用方法：不是直接用調用mutex的lock，unlock方法。理由是在lock和unlock中間的某段代碼如果崩潰掉，就會導致unlock方法沒有被執行，也就導致了，鎖沒有解開，別線程再來訪問時，就變成了死鎖。

所以使用：std::lock_guard<std::mutex>，它的好處是，即使發生了異常也能自動解鎖。

例子：

#include <list>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <algorithm>
#include <thread>
#include <unistd.h>

using namespace std;

class data_protect{
public:
  list<int> alist{1,2};
  mutex m;
public:
  
  void add_list(int val){
    lock_guard<mutex> g(m);
    alist.push_back(val);
  }
  bool contains(int val){
    lock_guard<mutex> g(m);
    return find(alist.begin(), alist.end(), val) != alist.end();
  }
};

void func(data_protect& dp){
  dp.add_list(12);
}

int main(){
  data_protect dp;
  thread t(func, ref(dp));
  //t.join();
  t.detach();
  //sleep(1);
  dp.add_list(12);
  if(dp.contains(12)){
    cout << "contains 12" << endl;
  }
  for(auto& s : dp.alist){
    cout << s << endl;
  }
  pthread_exit(NULL);

}