C++编程指南17 - 使用 RAII（资源获取即初始化），避免直接调用 lock()/unlock()

一：概述

      本指南的核心思想是避免手动管理锁的获取和释放，而是利用 C++ 的 RAII（Resource Acquisition Is Initialization） 机制，通过 std::unique_lock 或 std::lock_guard 来自动管理锁的生命周期。

     如果手动调用 lock() 和 unlock()，很容易导致资源泄漏或死锁，因为：

1. 代码可能在 unlock() 之前 提前返回，导致锁未释放。
2. 代码可能在 unlock() 之前 抛出异常，导致锁未释放。
3. 维护代码的人可能会忘记调用 unlock()，导致锁未释放。

二：错误示例

#include <mutex>

std::mutex mtx;

void do_stuff()
{
    mtx.lock();  // 手动加锁
    // ... do stuff ...
    mtx.unlock(); // 手动解锁（容易出错）
}

   出错场景1：

void do_stuff()
{
    mtx.lock();
    if (some_condition)
        return;  // 忘记 unlock()，锁永远不会释放
    mtx.unlock();
}

   出错场景2：

void do_stuff()
{
    mtx.lock();
    if (some_condition)
        throw std::runtime_error("Error occurred");  // 忘记 unlock()，锁未释放
    mtx.unlock();
}

三：解决方法

     C++ 提供了 std::lock_guard 和 std::unique_lock 这两个 RAII 机制的锁管理类，确保锁在作用域结束时自动释放，无需手动调用 unlock()。

#include <mutex>

std::mutex mtx;

void do_stuff()
{
    std::lock_guard<std::mutex> lck(mtx);  // 构造时自动加锁，析构时自动解锁
    // ... do stuff ...
} // 离开作用域时，自动调用 unlock()

#include <mutex>

std::mutex mtx;

void do_stuff()
{
    std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);  // 自动加锁
    // ... do stuff ...
    lck.unlock();  // 如果需要手动释放，可以显式调用 unlock()
}