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多线程编程中互斥与同步有什么区别?两者之间是什么关系？
很多时候说互斥和同步都是一起说的，那么这两者之间是个什么关系呢？先给出我的结论：互斥是一种特殊的同步，同步都是互斥的。其实我感觉可以去掉这个互斥的概念，只说同步，同步就包含了互斥。
01
互斥(Mutex)
互斥主要用于保护对共享资源的访问，确保在同一时刻只有一个线程可以访问共享资源。互斥可以防止多个线程同时修改同一个数据，从而避免数据竞争条件（race conditions）。
最常用的互斥机制是互斥锁。
互斥锁通常用来保护临界区（critical section），即一段不能被多个线程同时访问的代码或数据。通过互斥锁，可以确保在某一时刻只有一个线程可以进入临界区，具有排它性。但互斥锁无法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的。
举个例子：
厕所只有一个位置，现在有3个人要上厕所，互斥只能达到控制一个时间只能一个人上的效果，但是这个3个人谁先上是不管的。
代码示例：
#include <iostream>#include <thread>#include <mutex>std::mutex mtx;int shared_data = 0;void incrementSharedData() {std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);shared_data++;std::cout << "Thread " << std::this_thread::get_id() << " incremented shared_data to " << shared_data << std::endl;}int main() {std::vector<std::thread> threads;for (int i = 0; i < 10; ++i) {threads.emplace_back(incrementSharedData);}for (auto& t : threads) {t.join();}std::cout << "Final value of shared_data: " << shared_data << std::endl;return 0;}
互斥解决了多线程对临界区使用的问题，但是它没有解决多进程协同工作的问题。
02
同步
同步（Synchronization）指的是在多线程环境中协调不同线程之间的执行顺序，以确保它们按照预期的方式执行。同步机制不仅可以解决互斥问题，还可以解决线程之间的协作问题。
同步在互斥的基础上，通过其它机制实现访问者对资源的有序访问，它解决的是一个时间顺序问题。所以说同步已经实现了互斥。
举个例子：
银行办事大厅的一个窗口，有10个人取号，按照号码顺序来进行办理业务。
同步的特点:
协调执行：确保线程按照一定的顺序执行。
多种机制：除了互斥锁之外，还包括信号量（Semaphore）、条件变量、原子操作、屏障等。
示例代码：互斥锁+条件变量实现同步
#include <iostream>#include <thread>#include <mutex>#include <condition_variable>std::mutex mtx;std::condition_variable cv;bool ready = false;void waitForReady() {std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);cv.wait(lock, []{ return ready; });std::cout << "Thread " << std::this_thread::get_id() << " detected that ready is true" << std::endl;}void setReady() {{std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);ready = true;}cv.notify_one();}int main() {std::thread waiting_thread(waitForReady);std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));std::thread setting_thread(setReady);waiting_thread.join();setting_thread.join();return 0;}
同步就是多线程间在一些关键点上可能需要互相等待与互通消息，比如一个线程达到某个条件另外一个线程才可以执行，这种相互制约的等待与互通信息称为线程同步。
03
区别
目的不同：
互斥：主要用于保护对共享资源的访问，防止数据竞争条件。
同步：不仅用于解决互斥问题，还用于协调线程间的执行顺序，实现更复杂的同步逻辑。
机制不同：
互斥：通常使用互斥锁（Mutex）来实现。
同步：可以使用互斥锁、信号量、条件变量等多种机制来实现。
适用场景不同：
互斥：适用于保护对共享资源的访问。
同步：适用于协调线程间的执行顺序，实现线程间的协作。
总结：
互斥是一种特殊的同步，同步是一种更为复杂的互斥。
互斥是两个线程之间不可以同时运行，他们会相互排斥，必须等待一个线程运行完毕，另一个才能运行。
同步是不能同时运行，但必须要按照某种次序来运行相应的线程(也是一种互斥)
end
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