C++ 多线程编程的关键概念是如何同步线程的？

wufei123 2024-05-28 阅读:8 评论:0

c++++ 多线程同步关键概念：互斥锁：确保临界区只能由一个线程访问。条件变量：线程可在特定条件满足时被唤醒。原子操作：不可中断的单一 cpu 指令，保证共享变量修改的原子性。 C++ 多线程编程的关键概念：线程同步线程同步是多线程编程...

c++++ 多线程同步关键概念：互斥锁：确保临界区只能由一个线程访问。条件变量：线程可在特定条件满足时被唤醒。原子操作：不可中断的单一 cpu 指令，保证共享变量修改的原子性。

C++ 多线程编程的关键概念：线程同步

线程同步是多线程编程中至关重要的一环，它确保多个线程可以安全地访问共享资源，避免竞争和数据损坏。以下介绍 C++ 中实现线程同步的关键概念：

互斥锁：

互斥锁（mutex）是一种访问控制机制，它允许一次只能有一个线程访问临界区，即需要同步访问的代码区域。使用互斥锁可以防止多个线程同时修改共享变量，造成数据损坏。

std::mutex mtx; // 定义互斥锁对象 void someFunction() { std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 在进入临界区前加锁 // 访问临界区代码 }

条件变量：

条件变量允许线程在特定条件满足时被唤醒。这在协作式多线程编程中非常有用，例如当一个线程在等待另一个线程产生数据时。

std::condition_variable cv; // 定义条件变量对象 std::mutex mtx; // 关联的互斥锁对象 void produce() { std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 加锁 // 产生数据 cv.notify_all(); // 通知所有等待此条件的线程 } void consume() { std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx); // 加锁 cv.wait(lock); // 等待 `produce()` 函数生产数据 // 消费数据 }

原子操作：

原子操作是不可被其他线程中断的单个 CPU 指令，可以确保对共享变量的修改是原子的。

std::atomic<int> count; // 定义原子变量 void incrementCount() { count++; // 原子方式增加 `count` }

实战案例：

考虑以下多线程程序：

std::vector<int> numbers; // 共享的整型数组 void addNumber(int n) { numbers.push_back(n); } int main() { std::thread t1(addNumber, 1); std::thread t2(addNumber, 2); t1.join(); t2.join(); std::cout << "Numbers in the vector: "; for (int n : numbers) { std::cout << n << " "; } std::cout << std::endl; return 0; }

在这个例子中，numbers 数组是共享资源，多个线程可以并发访问。如果不采取同步措施，可能会出现竞争条件，导致数据损坏。

为了安全地访问数组，我们可以使用互斥锁：

void addNumber(int n) { std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 在访问数组前加锁 numbers.push_back(n); }

这样，一次只能有一个线程访问数组，确保数据的完整性。

输出：

Numbers in the vector: 1 2

以上就是C++ 多线程编程的关键概念是如何同步线程的？的详细内容，更多请关注知识资源分享宝库其它相关文章！