• 操作系統：ubuntu22.04
• IDE:Visual Studio Code
• 編程語言：C++11

算法描述

std::lock_guard 是 C++11 引入的一個 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）風格的鎖管理類，用于自動管理互斥鎖（mutex）的加鎖和解鎖，確保在任何情況下（包括異常）都能正確釋放鎖。

核心作用

• 構造時加鎖
• 析構時自動解鎖
• 防止死鎖和資源泄漏
• 異常安全

? 它是最簡單、最安全的互斥鎖管理方式，適用于大多數臨界區保護場景。

頭文件

#include <mutex>

基本語法

std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_object);

• std::mutex：可以是任何標準互斥類型（如 std::mutex, std::recursive_mutex）
• lock：作用域內的鎖對象，名字可自定義
• mutex_object：已經定義的互斥量

使用示例

示例 1：保護共享變量

#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
#include <mutex>
using namespace std;int counter = 0;
std::mutex mtx;  // 全局互斥鎖void safe_increment(int n) {for (int i = 0; i < n; ++i) {// { 作用域開始std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);  // 構造時加鎖counter++;  // 安全訪問共享資源// } 作用域結束，lock 析構，自動解鎖}
}int main() {vector<thread> threads;// 創建 4 個線程for (int i = 0; i < 4; ++i) {threads.emplace_back(safe_increment, 10000);}// 等待所有線程完成for (auto& t : threads) {t.join();}cout << "Final counter value: " << counter << endl;  // 應為 40000return 0;
}

構造函數

構造函數	說明
explicit lock_guard(mutex_type& m);	加鎖并管理 m
lock_guard(mutex_type& m, std::defer_lock_t);	不加鎖，僅管理（但 lock_guard 不支持 defer_lock）?
lock_guard(mutex_type& m, std::adopt_lock_t);	假設鎖已由當前線程持有，僅接管

?? 注意：std::lock_guard 不支持 std::defer_lock，它總是立即加鎖。如果需要延遲加鎖，請使用 std::unique_lock。

與 std::unique_lock 的對比

特性	std::lock_guard	std::unique_lock
是否立即加鎖	是	可延遲（defer_lock）
是否可手動解鎖	否	是（unlock()）
是否支持條件變量	否	是
靈活性	低（簡單場景）	高（復雜場景）
性能	更高（輕量）	稍低（有狀態）
推薦場景	普通臨界區保護	條件變量、復雜鎖邏輯

優點總結

? 異常安全：即使臨界區拋出異常，鎖也會被釋放
? 自動管理：無需手動調用 unlock()
? 代碼簡潔：避免忘記解鎖
? 性能高：無額外開銷

適用場景限制

? 不能用于需要嘗試加鎖（try_lock）的場景
? 不能用于需要條件變量（std::condition_variable）的場景
? 不能用于需要遞歸加鎖的場景（除非使用 std::recursive_mutex）

總結

std::lock_guard 是 C++ 中最簡單、最安全的互斥鎖管理方式，應作為首選工具用于保護臨界區。只要你的場景是“進入作用域加鎖，離開作用域解鎖”，就使用 std::lock_guard。

💡 記住一句話：“加鎖后立即創建 lock_guard，讓它幫你管理鎖的生命周期。”

如果你需要更復雜的鎖控制（如等待條件、手動解鎖），再考慮使用 std::unique_lock。