在c++11中，std::lock_guard 和 std::unique_lock 都是用于管理互斥锁（std::mutex 或其他互斥锁类型）的raii（资源获取即初始化）类，但它们在功能和使用场景上有一些重要的区别。以下是它们的主要区别：
一、功能设计
1.1 std::lock_guard
功能单一：std::lock_guard 的唯一目的是在构造时锁定互斥锁，并在析构时释放互斥锁。它不支持手动解锁。
使用场景：适用于需要在某个作用域内简单地锁定和解锁互斥锁的场景，且不需要中途解锁。
代码示例：
#include<thread>
#include<mutex>
std::mutex mt;
void function()
{
// 构造lock对象时，锁定
std::lock_guard<std::mutex> lock(mt);
// 在这个作用域内，互斥锁保持锁定状态
...
// lock 对象析构时，互斥锁自动解锁。
}
1.2 std::unique_lock
功能丰富：std::unique_lock 提供了更灵活的锁管理功能。它支持手动锁定和解锁，还可以在构造时不立即锁定互斥锁。
使用场景：适用于需要更灵活地控制锁的场景，例如在条件变量等待时需要解锁互斥锁，或者在某些条件下才锁定互斥锁。
代码示例：
#include<thread>
#include<mutex>
std::mutex mt;
void function()
{
// 构造lock对象时，锁定
std::unique_lock<std::mutex> lock(mt);
// 手动解锁
lock.unlock();
// 在这个作用域内，互斥锁是解锁状态
...
// 从新锁定
lock.lock();
// lock 对象析构时，互斥锁自动解锁。
}
二、构造方式
2.1 std::lock_guard
- 构造时必须传递一个互斥锁对象，并且会立即锁定该互斥锁。
构造函数：
explicit lock_guard(_mutex& _mtx) : _mymutex(_mtx) { // construct and lock
_mymutex.lock();
}
lock_guard(_mutex& _mtx, adopt_lock_t) noexcept // strengthened
: _mymutex(_mtx) {} // construct but don't lock
- 默认情况下，会立即锁定互斥锁。
- 如果传递了
std::adopt_lock，表示互斥锁已经被当前线程锁定，std::lock_guard只负责管理锁的释放。
2.2 std::unique_lock
构造时可以选择不立即锁定互斥锁，或者传递一个已经锁定的互斥锁。
构造函数：
_nodiscard_ctor_lock explicit unique_lock(_mutex& _mtx)
: _pmtx(_std addressof(_mtx)), _owns(false) { // construct and lock
_pmtx->lock();
_owns = true;
}
_nodiscard_ctor_lock unique_lock(_mutex& _mtx, adopt_lock_t) noexcept // strengthened
: _pmtx(_std addressof(_mtx)), _owns(true) {} // construct and assume already locked
unique_lock(_mutex& _mtx, defer_lock_t) noexcept
: _pmtx(_std addressof(_mtx)), _owns(false) {} // construct but don't lock
- 默认情况下，不会立即锁定互斥锁（需要手动调用
lock()）。 - 如果传递了
std::defer_lock，表示延迟锁定，需要手动调用lock()。 - 如果传递了
std::adopt_lock，表示互斥锁已经被当前线程锁定，std::unique_lock只负责管理锁的释放。
三、解锁能力
3.1 std::lock_guard
- 不支持手动解锁。互斥锁只能在
std::lock_guard对象析构时自动解锁。
3.2 std::unique_lock
- 支持手动解锁。可以通过调用
unlock()方法手动释放互斥锁，也可以在析构时自动解锁。 - 代码示例：
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx, std::defer_lock); // 延迟锁定 lock.lock(); // 手动锁定 lock.unlock(); // 手动解锁
四、与条件变量的配合
4.1 std::lock_guard
- 由于不支持手动解锁，因此不能与条件变量配合使用。条件变量需要在等待时释放互斥锁，并在被唤醒后重新锁定。
4.2 std::unique_lock
- 与条件变量配合使用时非常方便。
std::unique_lock可以在等待条件变量时手动解锁互斥锁，并在条件变量被唤醒后重新锁定。
#include<thread>
#include<mutex>
#include<condition_variable>
std::mutex mt;
std::condition_variable cv;
bool bready = false;
// 生产者
void producer()
{
// 构造lock对象时，锁定
std::unique_lock<std::mutex> lock(mt);
// do something
...
// 解锁
lock.unlock();
// 通知消费者
cv.notify_one();
}
void customer()
{
// 构造lock对象时，锁定
std::unique_lock<std::mutex> lock(mt);
// 条件变量等待时自动解锁和重新锁定
cv.wait(lock,[]{return bready;});
// 继续处理
}
五、性能和开销
- std::lock_guard
- 由于功能简单，通常比 std::unique_lock 更轻量级，生成的代码可能更高效。
- std::unique_lock
- 功能更复杂，可能带来一些额外的开销，但这种开销在大多数情况下是可以忽略的。
总结
- 如果你只需要在某个作用域内简单地锁定和解锁互斥锁，且不需要中途解锁，那么
std::lock_guard是更好的选择。 - 如果你需要更灵活地控制锁的锁定和解锁，或者需要与条件变量配合使用，那么
std::unique_lock是更合适的选择。
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