C++中std::shared_mutex怎么实现读写锁_C++17并发编程优化【同步】

std::shared_mutex是c++17读写锁，依赖os原生支持（pthread_rwlock_t或srwlock），需启用_cxx17且平台满足要求；必须配合shared_lock（读）或unique_lock（写）使用，不支持lock_guard；存在写饥饿、无写优先策略、跨平台兼容性差等问题，仅在读多写少且临界区长时具优势。

std::shared_mutex 是 C++17 引入的读写锁，但不能直接用于 windows XP 或旧 MSVC 工具集

它在 linux（glibc ≥ 2.26）和较新 Windows（visual studio 2015 Update 3 起，需 _HAS_CXX17 启用）上可用，但底层依赖 OS 原生支持：pthread_rwlock_t（Linux）或 SRWLOCK（Windows Vista+）。若目标平台不满足，编译会失败或退化为互斥模拟——此时性能反而更差。

• 检查是否启用 C++17：MSVC 需定义 _HAS_CXX17=1，Clang/GCC 需 -std=c++17
• Windows 上若链接到旧 CRT（如 /MDd 对应 debug 版旧库），std::shared_mutex 构造可能抛出 std::system_error，错误码为 not_supported
• 不要假设它“一定比 std::mutex 快”——读多写少且临界区长时才体现优势；写操作仍会阻塞所有读，且内部有额外原子开销

正确使用 shared_lock 和 unique_lock 配合 shared_mutex

std::shared_mutex 本身不提供 lock/unlock 接口，必须搭配 std::shared_lock（共享）或 std::unique_lock（独占）使用。混用或漏写会导致未定义行为，比如用 std::lock_guard 包裹 std::shared_mutex 会编译失败。

• 读操作：用 std::shared_lock<:shared_mutex></:shared_mutex>，支持延迟构造、可移动、可 try_lock_for
• 写操作：只能用 std::unique_lock<:shared_mutex></:shared_mutex>，std::lock_guard 不支持（无 lock() 成员）
• 禁止跨作用域传递锁对象：shared_lock 移动后原对象变为未持有状态，再次 unlock 会抛异常

std::shared_mutex rwmtx; std::vector<int> data; <p>// 读 void read() { std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(rwmtx); // 自动 RAII for (int x : data) { /<em> ... </em>/ } }</p><p>// 写 void write(int x) { std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(rwmtx); data.push_back(x); }

shared_mutex 的饥饿问题与写优先策略缺失

std::shared_mutex 标准未规定调度策略，实际实现多为“读优先”，即持续有读请求时，写线程可能无限等待（写饥饿）。它也不提供类似 std::shared_timed_mutex 的 try_lock_shared_for 之外的超时写锁接口，无法主动破除饥饿。

• 无法通过标准接口设置写优先；若业务要求强一致性（如配置热更新），需自行加计数器或信号量控制写请求准入
• 避免在循环中反复获取 shared_lock，尤其配合 long-running 读操作——这会显著延长写等待时间
• 调试时注意：GDB/Lldb 可能无法准确显示 shared_mutex 当前持有者数量，需靠日志或自定义 wrapper 统计

替代方案：何时该放弃 shared_mutex 改用其他同步机制

当出现频繁写、数据结构简单、或需跨平台兼容旧系统时，std::shared_mutex 往往不是最优解。它的优势只在明确的“高并发读 + 低频写 + 大临界区”场景下成立。

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• 写占比 > 15%：直接用 std::mutex 更轻量，避免共享锁的原子计数开销
• 需要乐观读（如 RCU 风格）：考虑 std::atomic<t></t> + hazard pointer，或 absl::ReaderMutex（如果允许引入第三方）
• 需细粒度控制（如分段锁）：用 std::Array<:shared_mutex n></:shared_mutex> 分片保护容器，比单个锁扩展性更好

真正难的从来不是选对锁类型，而是识别出“这里其实根本不需要锁”——比如用无锁队列、copy-on-write vector 或只读快照，往往比调优 shared_mutex 更有效。