1. 互斥鎖（std::mutex）

? 簡介

• 最常用的線程同步工具。
• 保證同一時間只能有一個線程訪問臨界區。

? 使用方式

#include <mutex>std::mutex mtx;void safeFunction() {std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);// 臨界區代碼
}

? 優點

• 簡單易用。
• 可配合 std::lock_guard 或 std::unique_lock 自動釋放鎖。

? 缺點

• 遇到鎖競爭時，線程會掛起，涉及上下文切換，代價較高。

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2. 自旋鎖（Spinlock）

? 簡介

• 忙等待方式的鎖，線程會在獲取不到鎖時不斷循環嘗試。
• 適合臨界區執行時間非常短的場景。

? 簡易實現（非標準庫提供）

#include <atomic>class Spinlock {
private:std::atomic_flag flag = ATOMIC_FLAG_INIT;
public:void lock() {while (flag.test_and_set(std::memory_order_acquire)); // 自旋}void unlock() {flag.clear(std::memory_order_release);}
};

? 優點

• 避免線程上下文切換，性能好于互斥鎖（在鎖競爭低、持有時間短的場景下）。

? 缺點

• 占用 CPU 忙等，競爭嚴重時效率低。

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3. 讀寫鎖（std::shared_mutex）

? 簡介

• 允許多個線程并發讀，但寫操作是獨占的。
• C++17 起引入 std::shared_mutex 和 std::shared_lock。

? 示例

#include <shared_mutex>std::shared_mutex rw_mutex;void reader() {std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(rw_mutex);// 只讀操作
}void writer() {std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(rw_mutex);// 寫操作
}

? 優點

• 提高讀操作并發性，減少讀之間的阻塞。

? 缺點

• 寫操作依舊是阻塞的；讀多寫少的場景最適合。

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4. 原子鎖（基于 std::atomic）

? 簡介

• 利用原子變量實現無鎖同步（lock-free）。
• 適合輕量級同步，比如計數器、自增等。

? 示例

#include <atomic>std::atomic<int> counter = 0;void increment() {counter.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
}

? 優點

• 極高性能；無鎖競爭時幾乎無代價。

? 缺點

• 僅適用于非常簡單的場景，復雜邏輯使用困難。
• 易于出錯；難以實現復雜的同步邏輯。

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🔚 總結對比

鎖類型	是否阻塞	性能	適用場景	是否標準庫支持
互斥鎖	是	中	通用	? C++11
自旋鎖	否	高（短時）	臨界區極短，高性能要求	? 手動實現
讀寫鎖	讀非阻塞	高	讀多寫少場景	? C++17
原子鎖	否	極高	簡單同步（計數器等）	? C++11