为什么 std::mutex 需要很长且极不规则的时间来共享？

此代码演示了互斥体在两个线程之间共享，但一个线程几乎始终拥有它。

#include <thread>
#include <mutex>
#include <iostream>

#include <unistd.h>

int main ()
{
    std::mutex m;

    std::thread t ([&] ()
    {
        while (true)
        {
            {
                std::lock_guard <std::mutex> thread_lock (m);

                sleep (1); // or whatever
            }
            std::cerr << "#";
            std::cerr.flush ();
        }
    });

    while (true)
    {
        std::lock_guard <std::mutex> main_lock (m);
        std::cerr << ".";
        std::cerr.flush ();
    }
}

在 Ubuntu 18.04 4.15.0-23-generic 上使用 g++ 7.3.0 编译。

输出是两者的混合# and .字符，表明互斥锁正在被共享，但模式令人惊讶。通常是这样的：

.......#####..........................##################......................##

即thread_lock锁定互斥锁very很久。几秒甚至几十秒后，main_lock接收控制（短暂地）然后thread_lock把它拿回来并保存很长时间。呼唤std::this_thread::yield()并没有改变任何东西。

为什么两个互斥体获得锁的可能性不同，如何使互斥体以平衡的方式共享？

std::mutex并不是为了公平而设计的。它不保证锁定的顺序被保留，你要么幸运地获得锁，要么没有获得锁。

如果您想要更公平，请考虑使用std::condition_variable like so :

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

#include <unistd.h>

int main ()
{
    std::mutex m;
    std::condition_variable cv;
    std::thread t ([&] ()
    {
        while (true)
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lk(m);
            std::cerr << "#";
            std::cerr.flush ();
            cv.notify_one();
            cv.wait(lk);
        }
    });

    while (true)
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lk(m);
        std::cerr << ".";
        std::cerr.flush ();
        cv.notify_one();
        cv.wait(lk);
    }
}