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如何在C++多线程中正确使用共享变量？

2023-07-04 23:23:54 深夜i -- --

C++ 多线程共享变量正确使用

C++ 是一门非常强大的编程语言，它支持多线程编程。在多线程编程中，共享变量是不可避免的，但使用共享变量会带来一些问题。本文将介绍如何在 C++ 多线程中正确使用共享变量。

1. 确认使用共享变量的必要性

在多线程编程中，使用共享变量会带来一些问题，如竞态条件、死锁、数据不一致等问题。因此，在使用共享变量之前，需要确认是否有必要使用共享变量。

2. 使用互斥锁

互斥锁（mutex）是一种常见的同步机制，可以用来保证多个线程对共享变量的访问互斥。在使用共享变量之前，需要创建互斥锁，并在访问共享变量时使用该锁来保护共享变量。

例如：


// 创建互斥锁
std::mutex mtx;
// 访问共享变量
mtx.lock();
// 进行共享变量的读写操作
mtx.unlock();

在使用互斥锁时需要注意，锁的获取和释放必须成对出现，否则可能会导致死锁等问题。

3. 使用条件变量

条件变量（condition variable）可以用来实现线程之间的同步。当某些条件不满足时，线程可以等待条件变量上，当条件满足时，唤醒等待条件变量的线程。

在使用条件变量时，需要与互斥锁一起使用，以确保在等待条件变量时，共享变量不会被其他线程访问。

例如：


// 创建条件变量和互斥锁
std::condition_variable cv;
std::mutex mtx;
// 等待条件变量
std::unique_lock<std::mutex> ulock(mtx);
cv.wait(ulock, [](){ return condition(); });
// 唤醒等待条件变量的线程
cv.notify_all();

4. 避免共享变量的写操作

在多线程编程中，共享变量的写操作往往是一个很危险的操作。尽量避免共享变量的写操作，尤其是同时有多个线程对共享变量进行写操作时。

如果必须进行共享变量的写操作，可以使用互斥锁来保护。但是，使用互斥锁会降低程序的性能，因此应当尽量减少共享变量的写操作。

5. 使用原子变量

原子变量是一种特殊的变量，能够在不使用锁的情况下保证多个线程对该变量的操作的原子性。

例如：


#include <atomic>
// 创建原子变量
std::atomic<int> num;
// 原子操作
num++;

使用原子变量可以避免使用互斥锁带来的性能损失，并且可以保证线程安全。

在多线程编程中，使用共享变量是不可避免的，但是使用共享变量会带来一些问题，如竞态条件、死锁、数据不一致等问题。本文介绍了在 C++ 多线程中正确使用共享变量的一些方法，希望对读者有所帮助。

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