std :: unique_lock <std :: mutex>またはstd :: lock_guard <std :: mutex>？

2つの使用例があります。

A. 2つのスレッドによるアクセスをキューに同期させたい。

B. 2つのスレッドによるキューへのアクセスを同期し、条件変数を使用したいのは、一方のスレッドが、もう一方のスレッドによってコンテンツがキューに格納されるのを待つためです。

ユースケースAIについては、を使用しstd::lock_guard<>たコード例を参照してください。使用例については、BIを使用したコード例を参照してくださいstd::unique_lock<>。

この2つの違いと、どのユースケースでどちらを使用すればよいのですか？

違いは、をロックおよびロック解除できることですstd::unique_lock。std::lock_guard建設時に一度だけロックされ、破壊時にロック解除されます。

したがって、ユースケースBの場合std::unique_lock、条件変数には必ずa が必要です。ケースAでは、ガードを再度ロックする必要があるかどうかによって異なります。

std::unique_lockたとえば、ミューテックスをすぐにロックせずに構築し、RAIIラッパーを構築することを可能にする他の機能があります（ここを参照）。

std::lock_guardまた、便利なRAIIラッパーを提供しますが、複数のミューテックスを安全にロックすることはできません。限定スコープのラッパーが必要な場合に使用できます。例：メンバー関数：

class MyClass{
    std::mutex my_mutex;
    void member_foo() {
        std::lock_guard<mutex_type> lock(this->my_mutex);            
        /*
         block of code which needs mutual exclusion (e.g. open the same 
         file in multiple threads).
        */

        //mutex is automatically released when lock goes out of scope           
};

デフォルトでは、chmikeで質問を明確にするstd::lock_guardとstd::unique_lock同じです。したがって、上記の場合には、あなたは置き換えることができstd::lock_guardてstd::unique_lock。ただし、std::unique_lockオーバーヘッドが少し増える可能性があります。

最近では、std::scoped_lockではなくを使用する必要があることに注意してくださいstd::lock_guard。

lock_guardとunique_lockほとんど同じです。lock_guardインターフェースが制限された制限付きバージョンです。

Aはlock_guard常に、その構築から破壊までロックを保持しています。はunique_lockすぐにロックせずに作成でき、その存在の任意の時点でロック解除でき、ロックの所有権をインスタンス間で転送できます。

したがってlock_guard、の機能が必要でない限り、常にを使用しますunique_lock。Aにcondition_variableはが必要unique_lockです。

を破壊せずlock_guardに手動unlockでミューテックスを手動で実行する必要がある場合を除き、使用しますlock。

特に、のcondition_variable呼び出し時にスリープ状態になるときに、そのミューテックスをロック解除しwaitます。そのため、lock_guardここではa では不十分です。

間には一定の共通のものがあるlock_guardとunique_lock、特定の違いとは。

しかし、質問の文脈ではlock_guard、スレッドが条件変数で待機を呼び出すと、ミューテックスが自動的にロック解除され、他のスレッド/スレッドが通知して現在のスレッドになると、コンパイラーは条件変数と組み合わせて使用することを許可しません（待機状態から抜ける）が呼び出されると、ロックが再取得されます。

この現象はの原則に反していlock_guardます。lock_guard構築できるのは1回だけで、破棄できるのは1回だけです。

したがってlock_guard、条件変数と組み合わせて使用​​することはできませんが、a unique_lockは使用できます（unique_lock複数回ロックおよびロック解除できるため）。

それらは実際には同じmutexではなくlock_guard<muType>、とほぼ同じですがstd::mutex、存続期間がスコープの最後で終了する（D-torが呼び出される）点が異なるため、これらの2つのmutexについての明確な定義は次のとおりです。

lock_guard<muType> スコープ付きブロックの期間中、ミューテックスを所有するためのメカニズムがあります。

そして

unique_lock<muType> 遅延ロック、時間制約のあるロック試行、再帰的ロック、ロック所有権の転送、および条件変数での使用を可能にするラッパーです。

次に実装例を示します。

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

using namespace std::chrono;

class Product{

   public:

       Product(int data):mdata(data){
       }

       virtual~Product(){
       }

       bool isReady(){
       return flag;
       }

       void showData(){

        std::cout<<mdata<<std::endl;
       }

       void read(){

         std::this_thread::sleep_for(milliseconds(2000));

         std::lock_guard<std::mutex> guard(mmutex);

         flag = true;

         std::cout<<"Data is ready"<<std::endl;

         cvar.notify_one();

       }

       void task(){

       std::unique_lock<std::mutex> lock(mmutex);

       cvar.wait(lock, [&, this]() mutable throw() -> bool{ return this->isReady(); });

       mdata+=1;

       }

   protected:

    std::condition_variable cvar;
    std::mutex mmutex;
    int mdata;
    bool flag = false;

};

int main(){

     int a = 0;
     Product product(a);

     std::thread reading(product.read, &product);
     std::thread setting(product.task, &product);

     reading.join();
     setting.join();


     product.showData();
    return 0;
}

この例では、私unique_lock<muType>はcondition variable

他の人が述べたように、std :: unique_lockはミューテックスのロック状態を追跡するため、ロックの構築後までロックを延期し、ロックを破棄する前にロックを解除できます。std :: lock_guardはこれを許可しません。

std :: condition_variable待機関数がlock_guardだけでなく、unique_lockも使用してはならない理由はないようです。待機が終了すると（何らかの理由で）ミューテックスが自動的に再取得されるため、セマンティック違反は発生しません。ただし、標準に従って、条件変数でstd :: lock_guardを使用するには、std :: condition_variableの代わりにstd :: condition_variable_anyを使用する必要があります。

編集：「pthreadsインターフェースの使用std :: condition_variableとstd :: condition_variable_anyは同一でなければなりません」を削除しました。gccの実装を見ると：

• std :: condition_variable :: wait（std :: unique_lock＆）は、unique_lockが保持するミューテックスに関して、基礎となるpthread条件変数でpthread_cond_wait（）を呼び出すだけです（したがって、lock_guardに対しても同じように同じことができますが、標準それを提供しません）
• std :: condition_variable_anyは、mutexロックではないオブジェクトを含む、あらゆるロック可能なオブジェクトで機能します（したがって、プロセス間セマフォでも機能します）