C++11中的mutex, lock，condition variable实现分析

本文分析的是llvm libc++的实现​

C++11中的各种mutex, lock对象，实际上都是对posix的mutex，condition的封装。不过里面也有很多细节值得学习。

std::mutex

先来看下std::mutex：

包增了一个pthread_mutex_t __m_，很简单，每个函数该干嘛就干嘛。

​

1. 1. 
      
2. class mutex
3. {
4. pthread_mutex_t __m_;
5. 
   
6. public:
7. mutex() _NOEXCEPT {__m_ = (pthread_mutex_t)<strong>PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER</strong>;}
8. ~mutex();
9. private:
10. mutex(const mutex&);// = delete;
11. mutex& operator=(const mutex&);// = delete;
12. public:
13. void lock();
14. bool try_lock() _NOEXCEPT;
15. void unlock() _NOEXCEPT;
16. 
    
17. typedef pthread_mutex_t* native_handle_type;
18. _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY native_handle_type native_handle() {return &__m_;}
19. };
20. 
    
21. mutex::~mutex()
22. {
23. pthread_mutex_destroy(&__m_);
24. }
25. 
    
26. void mutex::lock()
27. {
28. int ec = pthread_mutex_lock(&__m_);
29. if (ec)
30. __throw_system_error(ec, "mutex lock failed");
31. }
32. 
    
33. bool mutex::try_lock() _NOEXCEPT
34. {
35. return pthread_mutex_trylock(&__m_) == 0;
36. }
37. 
    
38. void mutex::unlock() _NOEXCEPT
39. {
40. int ec = pthread_mutex_unlock(&__m_);
41. (void)ec;
42. assert(ec == 0);
43. }
    1. 
       

三种锁状态：std::defer_lock, std::try_to_lock, std::adopt_lock

这三个是用于标识锁在传递到一些包装类时，锁的状态： std::defer_lock，还没有获取到锁 std::try_to_lock，在包装类构造时，尝试去获取锁 std::adopt_lock，调用者已经获得了锁 这三个东东，实际上是用于偏特化的，是三个空的struct： ​

1. 1. 
      
2. struct defer_lock_t {};
3. struct try_to_lock_t {};
4. struct adopt_lock_t {};
5. constexpr defer_lock_t defer_lock = defer_lock_t();
6. constexpr try_to_lock_t try_to_lock = try_to_lock_t();
7. constexpr adopt_lock_t adopt_lock = adopt_lock_t();
   1. 
      

在下面的代码里，就可以看到这三个东东是怎么用的了。

std::lock_guard

这个类比较重要，因为我们真正使用lock的时候，大部分都是要用这个。

这个类其实很简单：

在构造函数里调用 mutext.lock()，

在释构函数里，调用了mutex.unlock() 函数。

因为C++会在函数抛出异常时，自动调用作用域内的变量的析构函数，所以使用std::lock_guard可以在异常时自动释放锁，这就是为什么要避免直接使用mutex的函数，而是要用std::lock_guard的原因了。

​

1. 1. 
      
2. template <class _Mutex>
3. class lock_guard
4. {
5. public:
6. typedef _Mutex mutex_type;
7. private:
8. mutex_type& __m_;
9. public:
10. explicit lock_guard(mutex_type& __m)
11. : __m_(__m) {__m_.lock();}
12. lock_guard(mutex_type& __m, adopt_lock_t)
13. : __m_(__m) {}
14. ~lock_guard() {__m_.unlock();}
15. private:
16. lock_guard(lock_guard const&);// = delete;
17. lock_guard& operator=(lock_guard const&);// = delete;
18. };
    1. 
       

注意，std::lock_guard的两个构造函数，当只传递mutex时，会在构造函数时调用mutext.lock()来获得锁。

当传递了adopt_lock_t时，说明调用者已经拿到了锁，所以不再尝试去获得锁。

std::unique_lock

unique_lock实际上也是一个包装类，起名为unique可能是和std::lock函数区分用的。

注意，多了一个owns_lock函数和release()函数，这两个在std::lock函数会用到。

owns_lock函数用于判断是否拥有锁；

release()函数则放弃了对锁的关联，当析构时，不会去unlock锁。

再看下unique_lock的实现，可以发现，上面的三种类型就是用来做偏特化用的：

​

1. 1. 
      
2. template <class _Mutex>
3. class unique_lock
4. {
5. public:
6. typedef _Mutex mutex_type;
7. private:
8. mutex_type* __m_;
9. bool __owns_;
10. 
    
11. public:
12. unique_lock() _NOEXCEPT : __m_(nullptr), __owns_(false) {}
13. explicit unique_lock(mutex_type& __m)
14. : __m_(&__m), __owns_(true) {__m_->lock();}
15. unique_lock(mutex_type& __m, defer_lock_t) _NOEXCEPT
16. : __m_(&__m), __owns_(false) {}
17. unique_lock(mutex_type& __m, try_to_lock_t) //偏特化
18. : __m_(&__m), __owns_(__m.try_lock()) {}
19. unique_lock(mutex_type& __m, adopt_lock_t) //偏特化
20. : __m_(&__m), __owns_(true) {}
21. template <class _Clock, class _Duration>
22. unique_lock(mutex_type& __m, const chrono::time_point<_Clock, _Duration>& __t)
23. : __m_(&__m), __owns_(__m.try_lock_until(__t)) {}
24. template <class _Rep, class _Period>
25. unique_lock(mutex_type& __m, const chrono::duration<_Rep, _Period>& __d)
26. : __m_(&__m), __owns_(__m.try_lock_for(__d)) {}
27. ~unique_lock()
28. {
29. if (__owns_)
30. __m_->unlock();
31. }
32. 
    
33. private:
34. unique_lock(unique_lock const&); // = delete;
35. unique_lock& operator=(unique_lock const&); // = delete;
36. 
    
37. public:
38. unique_lock(unique_lock&& __u) _NOEXCEPT
39. : __m_(__u.__m_), __owns_(__u.__owns_)
40. {__u.__m_ = nullptr; __u.__owns_ = false;}
41. unique_lock& operator=(unique_lock&& __u) _NOEXCEPT
42. {
43. if (__owns_)
44. __m_->unlock();
45. __m_ = __u.__m_;
46. __owns_ = __u.__owns_;
47. __u.__m_ = nullptr;
48. __u.__owns_ = false;
49. return *this;
50. }
51. 
    
52. void lock();
53. bool try_lock();
54. 
    
55. template <class _Rep, class _Period>
56. bool try_lock_for(const chrono::duration<_Rep, _Period>& __d);
57. template <class _Clock, class _Duration>
58. bool try_lock_until(const chrono::time_point<_Clock, _Duration>& __t);
59. 
    
60. void unlock();
61. void swap(unique_lock& __u) _NOEXCEPT
62. {
63. _VSTD::swap(__m_, __u.__m_);
64. _VSTD::swap(__owns_, __u.__owns_);
65. }
66. mutex_type* release() _NOEXCEPT
67. {
68. mutex_type* __m = __m_;
69. __m_ = nullptr;
70. __owns_ = false;
71. return __m;
72. }
73. bool owns_lock() const _NOEXCEPT {return __owns_;}
74. operator bool () const _NOEXCEPT {return __owns_;}
75. mutex_type* mutex() const _NOEXCEPT {return __m_;}
76. };
    1. 
       

std::lock和std::try_lock函数

上面的都是类对象，这两个是函数。

std::lock和std::try_lock函数用于在同时使用多个锁时，防止死锁。这个实际上很重要的，因为手写代码来处理多个锁的同步问题，很容易出错。

要注意的是std::try_lock函数的返回值：

当成功时，返回-1；

当失败时，返回第几个锁没有获取成功，以0开始计数；

首先来看下只有两个锁的情况，代码虽然看起来比较简单，但里面却有大文章：

​

1. 1. 
      
2. template <class _L0, class _L1>
3. void
4. lock(_L0& __l0, _L1& __l1)
5. {
6. while (true)
7. {
8. {
9. unique_lock<_L0> __u0(__l0);
10. if (__l1.try_lock()) //已获得锁l0，再尝试获取l1
11. {
12. __u0.release(); //l0和l1都已获取到，因为unique_lock在释构时会释放l0，所以要调用release()函数，不让它释放l0锁。
13. break;
14. }
15. }//如果同时获取l0,l1失败，这里会释放l0。
16. sched_yield(); //把线程放到同一优先级的调度队列的尾部，CPU切换到其它线程执行
17. {
18. unique_lock<_L1> __u1(__l1); //因为上面尝试先获取l1失败，说明有别的线程在持有l1，那么这次先尝试获取锁l1（只有前面的线程释放了，才可能获取到）
19. if (__l0.try_lock())
20. {
21. __u1.release();
22. break;
23. }
24. }
25. sched_yield();
26. }
27. }
28. template <class _L0, class _L1>
29. int
30. try_lock(_L0& __l0, _L1& __l1)
31. {
32. unique_lock<_L0> __u0(__l0, try_to_lock);
33. if (__u0.owns_lock())
34. {
35. if (__l1.try_lock()) //注意try_lock返回值的定义，否则这里无法理解
36. {
37. __u0.release();
38. return -1;
39. }
40. else
41. return 1;
42. }
43. return 0;
44. }
    1. 
       

上面的lock函数用尝试的办法防止了死锁。

上面是两个锁的情况，那么在多个参数的情况下呢？

先来看下std::try_lock函数的实现：

里面递归地调用了try_lock函数自身，如果全部锁都获取成功，则依次把所有的unique_lock都release掉。

如果有失败，则计数失败的次数，最终返回。

​

1. 1. 
      
2. template <class _L0, class _L1, class _L2, class... _L3>
3. int
4. try_lock(_L0& __l0, _L1& __l1, _L2& __l2, _L3&... __l3)
5. {
6. int __r = 0;
7. unique_lock<_L0> __u0(__l0, try_to_lock);
8. if (__u0.owns_lock())
9. {
10. __r = try_lock(__l1, __l2, __l3...);
11. if (__r == -1)
12. __u0.release();
13. else
14. ++__r;
15. }
16. return __r;
17. }
    1. 
       

再来看多参数的std::lock的实现：

​

1. 1. 
      
2. template <class _L0, class _L1, class _L2, class ..._L3>
3. void
4. __lock_first(int __i, _L0& __l0, _L1& __l1, _L2& __l2, _L3& ...__l3)
5. {
6. while (true)
7. {
8. switch (__i) //__i用来标记上一次获取参数里的第几个锁失败，从0开始计数
9. {
10. case 0: //第一次执行时，__i是0
11. {
12. unique_lock<_L0> __u0(__l0);
13. __i = try_lock(__l1, __l2, __l3...);
14. if (__i == -1) //获取到l0之后，如果尝试获取后面的锁也成功了，即全部锁都获取到了，则设置unique_lock为release，并返回
15. {
16. __u0.release();
17. return;
18. }
19. }
20. ++__i; //因为__i表示是获取第几个锁失败，而上面的try_lock(__l1,__l2__l3,...)是从l1开始的，因此这里要+1，调整到没有获取成功的锁上，下次先从它开始获取。
21. sched_yield();
22. break;
23. case 1: //说明上次获取l1失败，这次先获取到l1。
24. {
25. unique_lock<_L1> __u1(__l1);
26. __i = try_lock(__l2, __l3..., __l0); //把前一次的l0放到最后。这次先获取到了l1，再尝试获取后面的锁。
27. if (__i == -1)
28. {
29. __u1.release();
30. return;
31. }
32. }
33. if (__i == sizeof...(_L3) + 1) //说明把l0放到最后面时，最后获取l0时失败了。那么说明现在有其它线程持有l0，那么下一次要从l0开始获取。
34. __i = 0;
35. else
36. __i += 2; //因为__i表示是获取第几个锁失败，而上面的try_lock(__l2,__l3..., __l0)是从l2开始的，因此这里要+2
37. sched_yield();
38. break;
39. default:
40. __lock_first(__i - 2, __l2, __l3..., __l0, __l1); //因为这里是从l2开始的，因此__i要减2。
41. return;
42. }
43. }
44. }
45. 
    
46. template <class _L0, class _L1, class _L2, class ..._L3>
47. inline _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
48. void
49. lock(_L0& __l0, _L1& __l1, _L2& __l2, _L3& ...__l3)
50. {
51. __lock_first(0, __l0, __l1, __l2, __l3...);
52. }
    1. 
       

可以看到多参数的std::lock的实现是：

先获取一个锁，然后再调用std::try_lock去获取剩下的锁，如果失败了，则下次先获取上次失败的锁。

重复上面的过程，直到成功获取到所有的锁。

上面的算法用比较巧妙的方式实现了参数的轮转。

std::timed_mutex

std::timed_mutex   是里面封装了mutex和condition，这样就两个函数可以用：

try_lock_for

try_lock_until 

实际上是posix的mutex和condition的包装。

​

1. 1. 
      
2. class timed_mutex
3. {
4. mutex __m_;
5. condition_variable __cv_;
6. bool __locked_;
7. public:
8. timed_mutex();
9. ~timed_mutex();
10. private:
11. timed_mutex(const timed_mutex&); // = delete;
12. timed_mutex& operator=(const timed_mutex&); // = delete;
13. public:
14. void lock();
15. bool try_lock() _NOEXCEPT;
16. template <class _Rep, class _Period>
17. _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
18. bool try_lock_for(const chrono::duration<_Rep, _Period>& __d)
19. {return try_lock_until(chrono::steady_clock::now() + __d);}
20. template <class _Clock, class _Duration>
21. bool try_lock_until(const chrono::time_point<_Clock, _Duration>& __t);
22. void unlock() _NOEXCEPT;
23. };
24. 
    
25. template <class _Clock, class _Duration>
26. bool
27. timed_mutex::try_lock_until(const chrono::time_point<_Clock, _Duration>& __t)
28. {
29. using namespace chrono;
30. unique_lock<mutex> __lk(__m_);
31. bool no_timeout = _Clock::now() < __t;
32. while (no_timeout && __locked_)
33. no_timeout = __cv_.wait_until(__lk, __t) == cv_status::no_timeout;
34. if (!__locked_)
35. {
36. __locked_ = true;
37. return true;
38. }
39. return false;
40. }
    1. 
       

std::recursive_mutex和std::recursive_timed_mutex

这两个实际上是std::mutex和std::timed_mutex 的recursive模式的实现，即锁得获得者可以重复多次调用lock()函数。

和posix mutex里的recursive mutex是一样的。

看下std::recursive_mutex的构造函数就知道了。

​

1. 1. 
      
2. recursive_mutex::recursive_mutex()
3. {
4. pthread_mutexattr_t attr;
5. int ec = pthread_mutexattr_init(&attr);
6. if (ec)
7. goto fail;
8. ec = pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE);
9. if (ec)
10. {
11. pthread_mutexattr_destroy(&attr);
12. goto fail;
13. }
14. ec = pthread_mutex_init(&__m_, &attr);
15. if (ec)
16. {
17. pthread_mutexattr_destroy(&attr);
18. goto fail;
19. }
20. ec = pthread_mutexattr_destroy(&attr);
21. if (ec)
22. {
23. pthread_mutex_destroy(&__m_);
24. goto fail;
25. }
26. return;
27. fail:
28. __throw_system_error(ec, "recursive_mutex constructor failed");
29. }
    1. 
       

std::cv_status

这个用来表示condition等待返回的状态的，和上面的三个表示lock的状态的用途差不多。

​

1. 1. 
      
2. enum cv_status
3. {
4. no_timeout,
5. timeout
6. };
   1. 
      

std::condition_variable

包装了posix condition variable。

​

1. 1. 
      
2. class condition_variable
3. {
4. pthread_cond_t __cv_;
5. public:
6. condition_variable() {__cv_ = (pthread_cond_t)PTHREAD_COND_INITIALIZER;}
7. ~condition_variable();
8. private:
9. condition_variable(const condition_variable&); // = delete;
10. condition_variable& operator=(const condition_variable&); // = delete;
11. public:
12. void notify_one() _NOEXCEPT;
13. void notify_all() _NOEXCEPT;
14. 
    
15. void wait(unique_lock<mutex>& __lk) _NOEXCEPT;
16. template <class _Predicate>
17. void wait(unique_lock<mutex>& __lk, _Predicate __pred);
18. 
    
19. template <class _Clock, class _Duration>
20. cv_status
21. wait_until(unique_lock<mutex>& __lk,
22. const chrono::time_point<_Clock, _Duration>& __t);
23. 
    
24. template <class _Clock, class _Duration, class _Predicate>
25. bool
26. wait_until(unique_lock<mutex>& __lk,
27. const chrono::time_point<_Clock, _Duration>& __t,
28. _Predicate __pred);
29. 
    
30. template <class _Rep, class _Period>
31. cv_status
32. wait_for(unique_lock<mutex>& __lk,
33. const chrono::duration<_Rep, _Period>& __d);
34. 
    
35. template <class _Rep, class _Period, class _Predicate>
36. bool
37. wait_for(unique_lock<mutex>& __lk,
38. const chrono::duration<_Rep, _Period>& __d,
39. _Predicate __pred);
40. 
    
41. typedef pthread_cond_t* native_handle_type;
42. _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY native_handle_type native_handle() {return &__cv_;}
43. 
    
44. private:
45. void __do_timed_wait(unique_lock<mutex>& __lk,
46. chrono::time_point<chrono::system_clock, chrono::nanoseconds>) _NOEXCEPT;
47. };
    1. 
       

里面的函数都是符合直觉的实现，值得注意的是：

cv_status是通过判断时间而确定的，如果超时的则返回cv_status::timeout，如果没有超时，则返回cv_status::no_timeout。

condition_variable::wait_until函数可以传入一个predicate，即一个用户自定义的判断是否符合条件的函数。这个也是很常见的模板编程的方法了。

​

1. 1. 
      
2. template <class _Clock, class _Duration>
3. cv_status
4. condition_variable::wait_until(unique_lock<mutex>& __lk,
5. const chrono::time_point<_Clock, _Duration>& __t)
6. {
7. using namespace chrono;
8. wait_for(__lk, __t - _Clock::now());
9. return _Clock::now() < __t ? cv_status::no_timeout : cv_status::timeout;
10. }
11. 
    
12. template <class _Clock, class _Duration, class _Predicate>
13. bool
14. condition_variable::wait_until(unique_lock<mutex>& __lk,
15. const chrono::time_point<_Clock, _Duration>& __t,
16. _Predicate __pred)
17. {
18. while (!__pred())
19. {
20. if (wait_until(__lk, __t) == cv_status::timeout)
21. return __pred();
22. }
23. return true;
24. }
    1. 
       

std::condition_variable_any

std::condition_variable_any的接口和std::condition_variable一样，不同的是std::condition_variable只能使用std::unique_lock<std::mutex>，而std::condition_variable_any可以使用任何的锁对象。

下面来看下为什么std::condition_variable_any可以使用任意的锁对象。

​

1. 1. 
      
2. class _LIBCPP_TYPE_VIS condition_variable_any
3. {
4. condition_variable __cv_;
5. shared_ptr<mutex> __mut_;
6. public:
7. condition_variable_any();
8. 
   
9. void notify_one() _NOEXCEPT;
10. void notify_all() _NOEXCEPT;
11. 
    
12. template <class _Lock>
13. void wait(_Lock& __lock);
14. template <class _Lock, class _Predicate>
15. void wait(_Lock& __lock, _Predicate __pred);
16. 
    
17. template <class _Lock, class _Clock, class _Duration>
18. cv_status
19. wait_until(_Lock& __lock,
20. const chrono::time_point<_Clock, _Duration>& __t);
21. 
    
22. template <class _Lock, class _Clock, class _Duration, class _Predicate>
23. bool
24. wait_until(_Lock& __lock,
25. const chrono::time_point<_Clock, _Duration>& __t,
26. _Predicate __pred);
27. 
    
28. template <class _Lock, class _Rep, class _Period>
29. cv_status
30. wait_for(_Lock& __lock,
31. const chrono::duration<_Rep, _Period>& __d);
32. 
    
33. template <class _Lock, class _Rep, class _Period, class _Predicate>
34. bool
35. wait_for(_Lock& __lock,
36. const chrono::duration<_Rep, _Period>& __d,
37. _Predicate __pred);
38. };
    1. 
       

可以看到，在std::condition_variable_any里，用shared_ptr<mutex> __mut_来包装了mutex。所以一切都明白了，回顾std::unique_lock<std::mutex>，它包装了mutex，当析构时自动释放mutex。在std::condition_variable_any里，这份工作让shared_ptr<mutex>来做了。

因此，也可以很轻松得出std::condition_variable_any会比std::condition_variable稍慢的结论了。

其它的东东：

sched_yield()函数的man手册：

sched_yield() causes the calling thread to relinquish the CPU.  The thread is moved to the end of the queue for its

       static priority and a new thread gets to run.  

在C++14里还有std::shared_lock和std::shared_timed_mutex，但是libc++里还没有对应的实现，因此不做分析。

总结

llvm libc++中的各种mutex, lock, condition variable实际上是封闭了posix里的对应实现。封装的技巧和一些细节值得细细推敲学习。

看完了实现源码之后，对于如何使用就更加清晰了。

参考：

http://en.cppreference.com/w/cpp

http://libcxx.llvm.org/

互斥锁有可重入、不可重入之分。C++标准库中用mutex表示不可重入的互斥锁,用recursive_mutex表示可重入的互斥锁。为这两个类增加根据时间来阻塞线程的能力，就又有了两个新的互斥锁：timed_mutex(不可重入的锁)、recursive_timed_mutex(可重入的锁)。

互斥锁单独使用时主要是为了使对共享资源的互斥使用，即同时只能有一个线程使用，以防止同时使用可能造成的数据问题。

C++标准库的所有mutex都是不可拷贝的，也不可移动。

mutex基本操作

上锁 lock 如果mutex未上锁，则将其上锁。否则如果已经其它线程lock，则阻塞当前线程。

上锁 try_lock 如果mutex未上锁，则将其上锁。否则返回false，并不阻塞当前线程。

解锁 unlock 如果mutex被当前线程锁住，则将其解锁。否则，是未定义的行为。

timed_mutex在mutex的基础上增加了以下两个操作

try_lock_for(duration) 如果timed_mutex未上锁，则将其上锁，否则阻塞当前线程，但最长只阻塞duration表示的时间段。

try_lock_until(time_point) 如果timed_mutex未上锁，则将其上锁，否则阻塞当前线程，但最长只会阻塞到time_point表示的时间点就不再阻塞。

try_lock_for/until可以检测到死锁的出现，这是目前想到的一种用途。

if(!try_lock_for(chrono::hours(1))) {   throw "出现死锁!";   }

可重入的锁 recursive_mutex、recursive_timed_mutex与对应的mutex、timed_mutex操作一致。不同点在于，不可重入的锁在lock或try_lock一个已经被当前线程lock的锁时会导致死锁，而可重入的锁不会。

辅助类

template<class Mutex> class lock_guard;

lock_guard用于脱离lock_guard对象生存期后自动对互斥锁进行解锁操作。

explicit lock_guard(mutex_type &m);对象创建时执行 m.lock(),对象销毁时执行 m.unlock()

explicit lock_guard(mutex_type &m,adpot_lock_t tag);对象创建不执行lock,对象销毁时执行 m.unlock()。所以m应该是一个已经被当前线程lock的互斥锁。

template<class Mutex> class unique_lock;

unique_lock()noexcept;不管理任何锁。

explicit unique_lock(mutex_type &m);对象创建时执行 m.lock()。

unique_lock(mutex_type &m,try_to_lock_t tag);对象创建时执行 m.try_lock()。

unique_lock(mutex_type &m,defer_lock_t tag);对象创建时不进行上锁操作，m要满足没有被当前线程锁住的条件。

unique_lock(mutex_type &m,adopt_lock_t tag);对象创建时不进行上锁操作，m要满足已经被当前线程锁住的条件。

unique_lock(mutex_type &m,const duration & real_time);对象创建时执行 m.try_lock_for(real_time)。

unique_lock(mutex_type &m,const time_point & abs_time);对象创建时执行 m.try_lock_until(abs_time)。

unique_lock(unique_lock &&);移动构造

操作：unique_lock具备它所管理的锁的所有操作 lock、unlock、try_lock、try_lock_for、try_lock_until。

mutex_type *release(); 不再管理互斥锁。

void swap(unique_lock &);交换管理的互斥锁。

bool owns_lock() 用于探测unique_lock是否管理着一个互斥锁且其处于上锁状态。bool operate bool() 与owns_lock等同。

mutex_type * mutex();用于返回管理的互斥锁的指针，但仍对其进行管理。

在unique_lock销毁的时候，owns_lock为真才会执行unlock。

总的来说，lock_guard在时空间效率上比较高，但功能单一。unique_lock功能多，使用灵活，但时空间效率不如lock_guard。如果使用了辅助类来管理互斥锁，就不要直接操作锁了，否则容易引发混乱，产生BUG。

辅助函数

template <class Mutex1, class Mutex2, class... Mutexes>

int try_lock (Mutex1& a, Mutex2& b, Mutexes&... cde);

根据参数顺序对多个锁进行上锁，如果成功锁住所有锁，返回-1，返回值大于0表示失败的锁的位置号。

template <class Mutex1, class Mutex2, class... Mutexes>

void lock (Mutex1& a, Mutex2& b, Mutexes&... cde);

对多个锁进行上锁，该函数是阻塞的。另，它保证发生异常的情况下已经上锁的锁会被解锁。