C++11 Concurrency Locks

这是一个面向求职展示的 C++11 多线程项目骨架，目标是从零实现常见同步工具，并配套示例和测试。

当前模块

• Mutex：基于 std::atomic_flag 的自旋互斥锁。
• SharedMutex：基于 std::atomic<int> 状态机和读写统一 ticket FIFO 的自旋读写锁。
• LockGuard：互斥锁 RAII 守卫，构造时加锁，析构时解锁。
• SharedLockGuard：共享读锁 RAII 守卫。
• UniqueLockGuard：独占写锁 RAII 守卫。

锁的核心实现不封装 std::mutex、std::shared_mutex、std::condition_variable 这类现成锁接口，只使用 C++11 原子操作作为基础。

已实现接口

// Mutex
void lock();
bool try_lock();
void unlock();

// SharedMutex
void lock();
bool try_lock();
void unlock();
void lock_shared();
bool try_lock_shared();
void unlock_shared();

目录结构

.
├── CMakeLists.txt
├── README.md
├── include/concurrency
│   ├── lock_guard.hpp
│   ├── mutex.hpp
│   ├── noncopyable.hpp
│   └── shared_mutex.hpp
├── src
│   ├── mutex.cpp
│   └── shared_mutex.cpp
├── examples
│   └── lock_demo.cpp
└── tests
    ├── lock_tests.cpp
    └── stress_tests.cpp

编译运行

cmake -S . -B build
cmake --build build
./build/lock_demo
ctest --test-dir build --output-on-failure

测试

基础正确性测试：

./build/lock_tests

压力测试：

./build/stress_tests

全部 CTest 测试：

ctest --test-dir build --output-on-failure

当前压力测试覆盖：

• Mutex 高并发计数递增。
• Mutex::try_lock() 高竞争失败回退。
• SharedMutex 多读多写混合压力。
• SharedMutex::try_lock_shared() 高竞争读路径。
• 读写锁不变量：写独占、读写互斥、多读并发、共享数据一致性。

文档

• 文档阅读路线
• 源码阅读建议
• ThreadLearning 常见问题详解
• C++11 内存序与 RAII 统一详解
• C++11 并发接口与底层原理
• Linux/操作系统视角下的锁底层原理
• C++11 原子操作底层原理与实现
• 锁的其他底层实现方式
• 本项目锁实现方式
• 标准库并发接口与本项目实现对比

后续可扩展方向

• 实现 ThreadPool，展示任务队列、条件变量和优雅退出。
• 加入性能压测，对比 std::mutex、std::shared_timed_mutex。