原文链接 | 锁机制 | 编程之旅

1 前言

什么是锁，为什么需要锁？

我们知道，线程是操作系统调度的最小单位，多个线程可以并发的执行，并在过程中读写一些线程间的共享数据，读写数据同时发生，可能会导致数据读取异常(读到不完整的数据，或者读到脏数据等等)，或者是说某一时间，我只希望单个线程执行一段特定逻辑，这个时候，我们需要一种机制使多个线程串行化的执行读写数据或者是执行其他任务，于是锁，信号量，条件变量等用于管理操作系统中多线程或者多进程并发访问的工具诞生了，这一类工具，我们也称之于 同步原语 (synchronization primitives);

那么锁是什么？

• 物理锁的本质： 在现实世界中，锁（比如门锁、保险柜锁）的核心作用是控制对某个受限资源（如房间、物品）的访问权。拥有钥匙（权限）的人可以“解锁”并使用资源，用完后再“上锁”，阻止他人同时进入或触碰。
• 编程锁的本质： 在多线程环境中，“锁”机制的核心作用同样是控制对某个受限资源（如共享变量、数据结构）的并发访问权。拥有锁的线程可以“获得锁”（加锁）并进入“临界区”（操作资源），操作完后“释放锁”（解锁），阻止其他线程同时进入该临界区进行操作。
• 关键映射： “获得锁 = 开门进入房间”，“释放锁 = 关门上锁”，“临界区 = 房间里的东西”，“其他线程 = 想进入房间的其他人”。这个访问控制、排他性的概念与物理锁完全一致。

简单来说，上锁就是为了通过一种排他性的“持有-释放”机制来控制对共享资源的访问权，就像物理锁控制对物理空间的访问一样。

📊 锁分类总结表

🔒 C++ 锁机制分类详解