多线程调用不同函数时如何仅锁定全局变量而非整个函数

我通过两个线程调用两个独立函数对全局变量进行自增操作，使用了std::lock_guard。但输出结果显示func1执行完成后func2才开始，呈现单线程运行的效果。请问如何仅锁定全局变量而非整个函数？

原代码 #

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

using namespace std;

// 全局变量
int number;

std::mutex myMutex;

void func1(int interval)
{
    std::lock_guard<std::mutex> lock (myMutex);
    for(int i = 0; i< interval; i++)
    {
        cout<<"thread one " << ++number<<std::endl;
    }
}

void func2(int interval)
{
    std::lock_guard<std::mutex> lock (myMutex);
    for(int i = 0; i< interval; i++)
    {
        cout<<"thread two " << ++number<<std::endl;
    }
}

int main()
{
    std::thread t1(func1, 1000);
    std::thread t2(func2, 1000);

    t1.join();
    t2.join();

    return 0;
}

问题原因 #

你当前的代码把std::lock_guard放在了for循环外部，这意味着整个func1/func2函数执行期间都会持有互斥锁。当其中一个线程先获取锁后，另一个线程只能等待锁被释放才能开始运行，最终就表现为单线程串行执行的效果。

解决方法 #

将std::lock_guard移到for循环内部，让锁仅在操作共享资源（全局变量number和标准输出cout）的代码块生效，这样每次循环只会短暂持有锁，执行完自增和输出后立刻释放，两个线程就能交替获取锁并发执行：

修改后的代码：

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

using namespace std;

// 全局变量
int number;

std::mutex myMutex;

void func1(int interval)
{
    for(int i = 0; i< interval; i++)
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock (myMutex);
        cout<<"thread one " << ++number<<std::endl;
    }
}

void func2(int interval)
{
    for(int i = 0; i< interval; i++)
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock (myMutex);
        cout<<"thread two " << ++number<<std::endl;
    }
}

int main()
{
    std::thread t1(func1, 1000);
    std::thread t2(func2, 1000);

    t1.join();
    t2.join();

    return 0;
}

补充说明 #

• std::cout是全局共享资源，不加锁的话多个线程同时输出会导致打印内容错乱，所以必须把输出操作也包含在锁的保护范围内。
• std::lock_guard会在作用域结束时自动释放锁，放在循环内部的话，每次循环结束都会自动解锁，无需手动操作，保证了锁的正确释放。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者gopinath bb