std::mutex (c++11) 

スレッド間で共有されるリソースに対して複数のスレッドから同時に処理を行うと、プログラムの整合性が壊れてしまいます。これを防ぐために共有リソースに対する処理を適切に制御してプログラムの整合性を保つことを "排他制御" といいます。
ミューテックスと呼ばれる種類のクラスによって共有リソースへアクセスできるスレッドを制限して、排他制御を実現できます。

std::mutex クラスは、スレッド間で排他的なロックの仕組みを提供するミューテックスです。
lock() メンバ関数を呼び出すと、そのオブジェクトに対してロックをかけられます。既にほかのスレッドがロックをかけている場合は、そのロックが解除されるまで、呼び出し元スレッドの実行はブロックされます。
try_lock() メンバ関数を呼び出すと、ロックを試行できます。ロックの状態によって、以下のようになります。

• どのスレッドもオブジェクトに対してロックをかけていない場合
  ⇒ ロックをかけ、trueが返る
• 他のスレッドがすでにロックをかけている場合
  ⇒ ロックを失敗し、falseが返る

unlock() メンバ関数を呼び出すと、オブジェクトに対してかけたロックを解除できます。

std::mutex クラスは、再帰的にロックをかけられません。１つのスレッド内で同じオブジェクトに対して lock() メンバ関数を二度呼び出すと、デッドロックが発生します。
もしこのとき、処理系がデッドロックを検知できるならば、エラーコードに std::errc::resource_deadlock_would_occur を設定した、 std::system_error 例外が送出されるかもしれません。

1. mutex を使ってみる

[概要]

mutex と lock_guard を使って、シンプルな排他処理を行うプログラムを作成してみます。

[環境]

[プログラムソース]

#include <iostream>     // cout
#include <map>          // map
#include <string>       // string
#include <chrono>       // chrono::seconds
#include <thread>       // thread, join
#include <mutex>        // mutex, lock_guard

std::map<std::string, std::string> g_pages;
std::mutex g_pages_mutex;

void save_page(const std::string& url)
{
    // ページの読み込みに時間がかかるのをシミュレートしています。
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
    std::string result = "fake content";

    // ミューテックスをロックして g_pages にアクセスします。
    std::lock_guard<std::mutex> guard(g_pages_mutex);
    g_pages[url] = result;
}

int main()
{
    std::thread t1(save_page, "http://foo");
    std::thread t2(save_page, "http://bar");
    t1.join();
    t2.join();

    // スレッドが join 済みであるため、ロックなしで g_pages にアクセスしても安全です。
    for (const auto& pair : g_pages) {
        std::cout << pair.first << " => " << pair.second << '\n';
    }
}

[実行結果]

参考

• cppreference.com  -  mutex
  https://ja.cppreference.com/w/cpp/thread/mutex
• cppreference.com  -  lock_guard
  https://ja.cppreference.com/w/cpp/thread/lock_guard

参考

• cppreference.com  -  mutex
  https://ja.cppreference.com/w/cpp/thread/mutex