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C++多线程实现栈

2023-07-05 00:21:54 深夜i -- --

C++ 多线程实现栈线程安全

C++是一门优秀的编程语言，而多线程是现代软件开发中必不可少的一个关键技术。在日常的软件开发工作中，我们会遇到需要进行大量数据处理的情况，这时候就需要使用栈这种数据结构。而为了提高效率，我们常常需要使用多线程来处理这些数据，这时候就需要使用C++多线程来实现栈。

首先，我们需要了解栈这种数据结构。栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，即最后进入的元素最先出来。在C++中，我们可以使用STL库中的std::stack类来实现栈。

然后，我们需要学习C++多线程编程相关的知识。在C++11标准中，引入了std::thread类来支持多线程编程。我们可以使用std::thread类来创建和管理线程。同时，C++11标准还引入了std::mutex类来实现线程安全。我们可以使用std::mutex类来保证不同线程之间的操作不会相互干扰。

最后，我们可以根据上述知识来实现多线程的栈。具体实现方式如下：

1. 首先，我们需要定义一个栈结构体和栈中数据的类型：


template<class T>
struct StackNode {
  T value;
  StackNode<T>* next;
};
template<class T>
class ThreadSafeStack {
public:
  ThreadSafeStack() {
    head.store(nullptr);
  }
  void push(const T& t) {
    StackNode<T>* const new_node = new StackNode<T>{ t };
    new_node->next = head.load();
    while (!head.compare_exchange_weak(new_node->next, new_node));
  }
  std::shared_ptr<T> pop() {
    StackNode<T>* old_head = head.load();
    while (old_head && !head.compare_exchange_weak(old_head, old_head->next));
    return std::shared_ptr<T>(old_head ? &old_head->value : nullptr);
  }
private:
  std::atomic<StackNode<T>*> head;
};

2. 然后，我们可以使用std::thread类来创建多个线程，在每个线程中对栈进行操作：


ThreadSafeStack<int> my_stack;
void foo() {
  for (int i = 0;i < 10000;i++) {
    my_stack.push(i);
  }
}
void bar() {
  for (int i = 0;i < 10000;i++) {
    std::shared_ptr<int> p = my_stack.pop();
    if (p) {
      std::cout << *p << std::endl;
    }
  }
}
int main() {
  std::thread t1(foo);
  std::thread t2(bar);
  t1.join();
  t2.join();
  return 0;
}

以上就是C++多线程实现栈的基本内容。要注意的是，在实现栈时需要特别注意线程安全问题，否则可能会出现不可预测的问题。因此，我们需要使用std::mutex和std::atomic等相关类来确保线程安全。同时，需要根据实际需求来选择合适的线程数，太多或太少都会影响效率。

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