C++ 多线程同步：互斥锁 mutex 实战指南

加上锁之后，count 的值就能稳定等于 200000。互斥锁保证了同一时刻只有一个线程能进入临界区。

警惕死锁

死锁是另一个常见坑。当多个线程互相持有对方需要的锁，且都在等待对方释放时，程序就会卡死。产生死锁通常需要满足四个条件：互斥、请求与保持、不可剥夺、循环等待。

下面这个场景就容易死锁：线程 1 拿了锁 A 等锁 B，线程 2 拿了锁 B 等锁 A。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <chrono>

using namespace std;

mutex mtx1, mtx2;

void thread1() {
    mtx1.lock();
    this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(100));
    mtx2.lock();
    cout << "thread1 执行完毕" << endl;
    mtx2.unlock();
    mtx1.unlock();
}

void thread2() {
    mtx2.lock();
    this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(100));
    mtx1.lock();
    cout << "thread2 执行完毕" << endl;
    mtx1.unlock();
    mtx2.unlock();
}

int main() {
    thread t1(thread1);
    thread t2(thread2);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

运行这段代码，两个线程会互相等待，陷入死锁状态。

如何避免死锁

主要有几种办法。第一是固定锁的获取顺序，所有线程都按同一个顺序拿锁，比如先 mtx1 再 mtx2。第二是使用 std::lock 一次性获取多个锁，它内部会处理顺序问题。第三是用带超时的锁尝试，超时了就放弃，不一直堵着。

案例：多线程售票系统

模拟一个多窗口售票场景，保证票数不会卖成负数或重复卖。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <vector>

using namespace std;

int tickets = 100; // 总票数
mutex mtx;         // 售票函数

void sell_tickets(int window_id) {
    while (true) {
        lock_guard<mutex> lock(mtx);
        if (tickets > 0) {
            cout << "窗口" << window_id << "售出第" << tickets << "张票" << endl;
            tickets--;
            this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(50)); // 模拟售票耗时
        } else {
            break;
        }
    }
    cout << "窗口" << window_id << "售票结束" << endl;
}

int main() {
    vector<thread> windows;
    // 创建 5 个售票窗口
    for (int i = 1; i <= 5; ++i) {
        windows.emplace_back(sell_tickets, i);
    }
    // 等待所有窗口售票结束
    for (auto& t : windows) {
        t.join();
    }
    cout << "所有票已售罄" << endl;
    return 0;
}

这样跑下来，5 个窗口有序售票，最终票数从 100 递减到 0，不会出现数据不一致的情况。

总结

多线程访问共享资源必须同步，否则会有数据竞争风险。std::mutex 搭配 std::lock_guard 是管理锁生命周期的最佳实践。死锁可以通过固定加锁顺序或使用 std::lock 来规避。核心原则就是保护好临界区，确保同一时刻只有一个线程在执行关键逻辑。