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C++线程同步的代码实现

2023-07-07 06:47:13 深夜i -- --

C++ 线程同步代码实现

C++是一种非常流行的编程语言，具有高效、可靠和易于学习等优点。在编写多线程程序时，线程同步是至关重要的，因为它可以确保多个线程之间的数据访问是互斥的，从而避免了数据竞争和死锁等问题。在本文中，我们将介绍C++线程同步的代码实现方法。

1. 互斥锁（mutex）

互斥锁是C++中最常见的线程同步技术之一。它可以确保同一时间只有一个线程能够访问共享数据。互斥锁的使用方法如下：


#include <thread>
#include <mutex>
std::mutex m;
void func()
{
  m.lock();
  // 访问共享数据
  m.unlock();
}

在上述代码中，首先声明了一个全局的互斥锁m，然后在线程函数中使用了m.lock()和m.unlock()来锁定和解锁互斥锁。在使用互斥锁时，需要注意的是，如果一个线程正在锁定互斥锁，那么其他线程将被阻塞，直到该线程释放锁。因此，为了避免死锁问题，必须确保在使用完互斥锁后及时解锁。

2. 条件变量（condition_variable）

条件变量是C++中另一种线程同步技术。与互斥锁不同的是，条件变量可以让线程等待某些条件的发生，从而避免线程的无效轮询和资源浪费。条件变量的使用方法如下：


#include <thread>
#include <condition_variable>
std::mutex m;
std::condition_variable cv;
void func()
{
  std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
  cv.wait(lock, []{ return /*判断条件是否满足*/; });
  // 访问共享数据
}

在上述代码中，首先声明了一个全局的条件变量cv，并在线程函数中使用了std::unique_lock lock(m)来锁定互斥锁。然后调用cv.wait(lock, [])来等待条件的发生。当条件满足时，线程将被唤醒，从而可以访问共享数据。

3. 信号量（semaphore）

信号量是C++中一种较为复杂的线程同步技术，可以用来协调多个线程之间的资源访问。信号量有一个计数器，当计数器不为0时，表示有资源可用；当计数器为0时，表示资源已经被占用，其他线程需要等待。信号量的使用方法如下：


#include <thread>
#include <semaphore.h>
sem_t s;
void func()
{
  sem_wait(&s);
  // 访问共享数据
  sem_post(&s);
}

在上述代码中，首先声明了一个全局的信号量s，并在线程函数中使用了sem_wait(&s)和sem_post(&s)来等待和释放信号量。当信号量的计数器减至0时，调用sem_wait(&s)将会阻塞线程，并且当另一个线程调用sem_post(&s)时，阻塞的线程将被唤醒。

总结：

本文介绍了C++中三种常用的线程同步技术：互斥锁、条件变量和信号量。这些技术可以帮助我们协调多个线程之间的资源访问，在多线程编程中起到非常重要的作用。我们可以根据实际需要选择合适的技术，并将其用于多线程程序中的数据同步和资源管理。

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