c++ - iostream线程安全，cout和cerr一定要分开加锁吗？

Question

我理解为避免输出混合，多个线程对 cout 和 cerr 的访问必须同步。在同时使用 cout 和 cerr 的程序中，单独锁定它们是否足够？还是同时写入 cout 和 cerr 仍然不安全？

编辑说明:我知道 cout 和 cerr 在 C++11 中是“线程安全的”。我的问题是不同线程同时写入 cout 和写入 cerr 是否会像两次写入 cout 那样相互干扰(导致交错输入等)。

Answer 1

如果你执行这个函数:

void f() {
    std::cout << "Hello, " << "world!\n";
}

从多个线程中，您将获得两个字符串的或多或少的随机交错，"Hello," 和 "world\n"。那是因为有两个函数调用，就好像你写了这样的代码:

void f() {
    std::cout << "Hello, ";
    std::cout << "world!\n";
}

为了防止交错，你必须加一把锁:

std::mutex mtx;
void f() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
    std::cout << "Hello, " << "world!\n";
}

也就是说，交织问题与cout无关。这是关于使用它的代码:有两个单独的函数调用插入文本，所以除非你阻止多个线程同时执行相同的代码，否则函数调用之间有可能进行线程切换，这就是给你的交织。

请注意，互斥锁不会阻止线程切换。在前面的代码片段中，它阻止了从两个线程同时执行 f() 的内容；其中一个线程必须等到另一个线程完成。

如果您也写入cerr，您会遇到同样的问题，并且您会得到交错的输出，除非您确保永远不会有两个线程进行这些操作inserter 函数同时调用，这意味着两个函数必须使用相同的互斥量:

std::mutex mtx;
void f() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
    std::cout << "Hello, " << "world!\n";
}

void g() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
    std::cerr << "Hello, " << "world!\n";
}