• 操作系统：ubuntu22.04
• IDE:Visual Studio Code
• 编程语言：C++11

算法描述

std::lock_guard 是 C++11 引入的一个 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）风格的锁管理类，用于自动管理互斥锁（mutex）的加锁和解锁，确保在任何情况下（包括异常）都能正确释放锁。

核心作用

• 构造时加锁
• 析构时自动解锁
• 防止死锁和资源泄漏
• 异常安全

✅ 它是最简单、最安全的互斥锁管理方式，适用于大多数临界区保护场景。

头文件

#include <mutex>

基本语法

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

• std::mutex：可以是任何标准互斥类型（如 std::mutex, std::recursive_mutex）
• lock：作用域内的锁对象，名字可自定义
• mutex_object：已经定义的互斥量

使用示例

示例 1：保护共享变量

#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
#include <mutex>
using namespace std;int counter = 0;
std::mutex mtx;  // 全局互斥锁void safe_increment(int n) {for (int i = 0; i < n; ++i) {// { 作用域开始std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);  // 构造时加锁counter++;  // 安全访问共享资源// } 作用域结束，lock 析构，自动解锁}
}int main() {vector<thread> threads;// 创建 4 个线程for (int i = 0; i < 4; ++i) {threads.emplace_back(safe_increment, 10000);}// 等待所有线程完成for (auto& t : threads) {t.join();}cout << "Final counter value: " << counter << endl;  // 应为 40000return 0;
}

构造函数

构造函数	说明
explicit lock_guard(mutex_type& m);	加锁并管理 m
lock_guard(mutex_type& m, std::defer_lock_t);	不加锁，仅管理（但 lock_guard 不支持 defer_lock）❌
lock_guard(mutex_type& m, std::adopt_lock_t);	假设锁已由当前线程持有，仅接管

⚠️ 注意：std::lock_guard 不支持 std::defer_lock，它总是立即加锁。如果需要延迟加锁，请使用 std::unique_lock。

与 std::unique_lock 的对比

特性	std::lock_guard	std::unique_lock
是否立即加锁	是	可延迟（defer_lock）
是否可手动解锁	否	是（unlock()）
是否支持条件变量	否	是
灵活性	低（简单场景）	高（复杂场景）
性能	更高（轻量）	稍低（有状态）
推荐场景	普通临界区保护	条件变量、复杂锁逻辑

优点总结

✅ 异常安全：即使临界区抛出异常，锁也会被释放
✅ 自动管理：无需手动调用 unlock()
✅ 代码简洁：避免忘记解锁
✅ 性能高：无额外开销

适用场景限制

❌ 不能用于需要尝试加锁（try_lock）的场景
❌ 不能用于需要条件变量（std::condition_variable）的场景
❌ 不能用于需要递归加锁的场景（除非使用 std::recursive_mutex）

总结

std::lock_guard 是 C++ 中最简单、最安全的互斥锁管理方式，应作为首选工具用于保护临界区。只要你的场景是“进入作用域加锁，离开作用域解锁”，就使用 std::lock_guard。

💡 记住一句话：“加锁后立即创建 lock_guard，让它帮你管理锁的生命周期。”

如果你需要更复杂的锁控制（如等待条件、手动解锁），再考虑使用 std::unique_lock。