问iostream线程安全，必须分别锁定cout和cerr吗？

EN

这里已经有了几个答案。我将总结并讨论它们之间的交互。

通常，

std::cout和std::cerr通常会集中到一个文本流中，因此在最有用的程序中，将它们锁定在一起会产生共同的结果。

如果忽略这个问题，cout和cerr在默认情况下会作为它们的stdio对等项的别名，这些对等项是线程安全的as in POSIX，直到标准I/O函数(C++14§27.4.1/4，这比单独使用C更有保证)。如果您坚持选择这种函数，您会得到垃圾I/O，但不会得到未定义的行为(这是语言律师可能会将其与“线程安全”联系在一起，而不考虑其有用性)。

但是，请注意，尽管标准格式化I/O函数(例如读取和写入数字)是线程安全的，但用于更改格式的操作器(例如用于十六进制的std::hex或用于限制输入字符串大小的std::setw )不是线程安全的。因此，人们通常不能假设省略锁是安全的。

如果您选择单独锁定它们，事情会更加复杂。

单独锁定

为了提高性能，可以通过分别锁定cout和cerr来减少锁争用。它们是单独缓冲(或不缓冲)的，它们可能会刷新到单独的文件中。

默认情况下，cerr会在每次操作之前刷新cout，因为它们是“绑定的”。这会破坏分离和锁定，所以记得在使用cerr.tie( nullptr )之前调用它。(这同样适用于cin，但不适用于clog。)

与stdio解耦

该标准说，在cout和cerr上的操作不会引入竞争，但这不是它的确切含义。流对象并不特殊；它们的底层streambuf缓冲区才是特殊的。

此外，调用std::ios_base::sync_with_stdio的目的是删除标准流的特殊方面-允许它们像其他流一样进行缓冲。尽管该标准没有提到sync_with_stdio对数据竞争的任何影响，但快速浏览一下libstdc++和libc++ (GCC和Clang) std::basic_streambuf类就会发现，它们不使用原子变量，因此在用于缓冲时，它们可能会创建竞争条件。(另一方面，libc++ sync_with_stdio实际上什么也不做，所以调用它也没关系。)

如果您希望在不考虑锁定的情况下获得额外的性能，那么sync_with_stdio(false)是一个好主意。然而，在这样做之后，锁定是必要的，如果锁是独立的，则还需要cerr.tie( nullptr )。

这可能是有用的;)

inline static void log(std::string const &format, ...) {
    static std::mutex locker;

    std::lock_guard<std::mutex>(locker);

    va_list list;
    va_start(list, format);
    vfprintf(stderr, format.c_str(), list);
    va_end(list);
}

我使用的是这样的东西：

// Wrap a mutex around cerr so multiple threads don't overlap output
// USAGE:
//     LockedLog() << a << b << c;
// 
class LockedLog {
public:
    LockedLog() { m_mutex.lock(); }
    ~LockedLog() { *m_ostr << std::endl; m_mutex.unlock(); }

    template <class T>
    LockedLog &operator << (const T &msg)
    {
        *m_ostr << msg;
        return *this;
    }

private:
    static std::ostream *m_ostr;
    static std::mutex m_mutex;
};

std::mutex LockedLog::m_mutex;
std::ostream* LockedLog::m_ostr = &std::cerr;