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C++多线程共享变量的实现方法

2023-06-30 17:27:52 深夜i -- --

C++ 多线程共享变量实现方法

在多线程编程中，不同的线程可能会访问同一个变量。这时候，就需要对这个变量进行同步处理，以防止不同步访问带来的后果。C++中提供了多种方法来实现多线程共享变量的同步。

1. 互斥锁（Mutual Exclusion）

互斥锁是一种使用最广泛的多线程同步技术。它的作用是确保同一时间只有一个线程访问这个变量。当一个线程想要访问一个被锁住的变量时，它必须等待直至锁被释放。在C++中，互斥锁可以通过std::mutex类来实现，例如：


std::mutex mtx;
int shared_variable;
void thread_function()
{
  std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
  shared_variable += 1;
}

2. 条件变量（Condition Variables）

条件变量是一种通信机制，用于在多个线程之间发生事件的状态。条件变量与互斥锁结合使用可以实现线程间的同步。例如，如果一个线程需要等待另一个线程完成某个操作，可以使用条件变量来等待完成的信号。在C++中，条件变量可以通过std::condition_variable类来实现，例如：


std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool is_ready = false;
void thread_function()
{
  // perform some work that takes a long time
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));
  {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
    is_ready = true;
  }
  cv.notify_one();
}
void main_function()
{
  std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
  while (!is_ready) {
    cv.wait(lock);
  }
  // do something after the other thread is finished
}

3. 原子操作（Atomic Operations）

原子操作是一种特殊的操作，可以保证在任何情况下，不同线程之间的变量访问顺序都是确定的。原子操作可以避免一些传统的同步问题，例如竞态条件和死锁。在C++中，原子操作可以通过std::atomic类来实现，例如：


std::atomic<int> shared_variable;
void thread_function()
{
  shared_variable += 1;
}

总结：

在多线程编程中，互斥锁、条件变量和原子操作是保证多线程同步的三种常用方法。不同的同步方法应该根据具体需求选择，以实现最佳的多线程性能和正确性。

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