C++中std::lock_guard与std::unique_lock的区别_C++互斥锁选型【并发】

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std::lock_guard适用于作用域内自动加锁/解锁的简单同步场景,不支持延迟加锁、条件变量等待或手动控制;std::unique_lock则支持延迟加锁、条件变量配合、显式解锁重锁及移动语义,更灵活但开销略大。

C++中std::lock_guard与std::unique_lock的区别_C++互斥锁选型【并发】

std::lock_guard 适合什么场景

只在作用域内加锁、不需要手动控制解锁时机的简单同步。它构造时自动加锁,析构时自动释放,不能转移所有权,也不能延迟加锁。

  • 适用于函数内局部保护临界区,比如 std::lock_guard<:mutex> 包裹几行共享变量操作
  • 不支持条件变量等待(因为无法临时释放锁)
  • 构造函数必须立即尝试加锁;如果传入 std::defer_lock,编译直接报错
  • 开销略小于 std::unique_lock,因无状态管理、无虚函数、无可移动性

std::unique_lock 支持哪些 std::lock_guard 做不到的事

它本质是可移动、可延迟、可手动控制生命周期的“增强版锁包装器”,核心价值不在“更安全”,而在“更灵活”。

  • 支持延迟加锁:std::unique_lock<:mutex> lk(mtx, std::defer_lock),之后用 lk.lock()lk.try_lock()
  • 能配合 std::condition_variable::wait() 使用——等待前自动释放锁,唤醒后自动重锁
  • 可显式调用 lk.unlock() 临时释放,再用 lk.lock() 拿回(需确保未被其他线程销毁)
  • 支持移动语义:可作为函数返回值或存入容器(std::unique_lock 是可移动不可复制的)

为什么不能用 std::lock_guard 等待条件变量

因为 std::condition_variable::wait() 要求锁类型满足 BasicLockable 且提供 unlock()lock() 成员函数,而 std::lock_guard 只有隐式加锁和强制析构释放,没有公开的解锁接口

  • cv.wait(lg, []{...}) 会编译失败,错误信息类似:no member named 'unlock' in 'std::lock_guard<:mutex>'
  • std::unique_lock 显式实现了这些接口,且保证了 wait 过程中锁的正确释放与重入
  • 即使你手写循环 + try_lock() 模拟等待,也难保证原子性与唤醒丢失问题,不如直接用 std::unique_lock + wait()

选型时容易忽略的性能与语义细节

两者都不是“越高级越好”。盲目用 std::unique_lock 可能引入不必要开销,而硬套 std::lock_guard 会卡死在条件同步上。

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  • std::unique_lock 对象std::lock_guard 多一个布尔成员(记录是否已加锁),内存稍大,且构造/析构逻辑略复杂
  • 若仅需 RAII 式临界区保护,用 std::lock_guard 更清晰、更难误用(比如不会忘记 unlock)
  • 多个互斥量需同时加锁?优先用 std::scoped_lockc++17),它比 std::unique_lock + std::lock 更简洁安全
  • 跨作用域传递锁状态?确认接收方是否真的需要控制权——多数情况下,应重构为数据封装或消息传递,而非暴露锁对象

实际写并发代码时,锁对象的生命周期和作用域边界比函数名还重要;一个 std::unique_lock 被意外移动走,或者 std::lock_guard 被放在了错误的作用域层级,bug 往往在线程调度间隙才暴露。

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