C++多线程变量被优化——如何避免潜在的问题？ |21xrx.com

C++多线程变量被优化——如何避免潜在的问题？

2023-07-05 10:08:54 深夜i -- --

C++ 多线程变量优化潜在问题避免

C++是一种流行的编程语言，在计算机科学领域中广泛使用。它有许多优点，其中之一是支持多线程。多线程可以在并行处理任务的同时提高程序效率。但是，多线程编程也有一些问题，其中之一是变量优化。

变量优化是指，在编写多线程程序时，编译器可能会将变量值从内存中缓存到寄存器中，以提高程序效率。这在单线程程序中是没有问题的，但在多线程程序中可能会导致潜在的问题。

例如，考虑以下代码：


#include <iostream>
#include <thread>
int main() {
  int a = 0;
  std::thread t1([&]() {
    a++;
  });
  std::thread t2([&]() {
    a++;
  });
  t1.join();
  t2.join();
  std::cout << a << std::endl;
  return 0;
}

在这个程序中，我们创建了两个线程，每个线程都会将变量a加1。在结束时，我们打印变量a的值。按照预期，我们希望程序的输出是2。但是，这个程序可能会打印1，因为编译器可能会将变量a优化为一个寄存器中的值，而不是从内存中实际读取和写入。

为了避免这种问题，我们可以使用C++11标准中提供的原子变量。原子变量是一种特殊类型的变量，它保证所有对于这个变量的操作都是原子的，也就是说，在任何时候，只有一个线程能够访问这个变量。原子变量可以避免竞争条件，同时也可以避免变量优化问题。

以下是使用原子变量的示例代码：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <atomic>
int main() {
  std::atomic<int> a{0};
  std::thread t1([&]() {
    a++;
  });
  std::thread t2([&]() {
    a++;
  });
  t1.join();
  t2.join();
  std::cout << a << std::endl;
  return 0;
}

在这个程序中，我们使用std::atomic a代替int a，它可以原子地增加a的值。这将确保无论何时，都只有一个线程能够访问a变量，从而避免潜在的问题。

在编写多线程程序时，需要格外小心。变量优化可能会导致一些可怕的问题，但是使用原子变量可以轻松地避免这些问题。我们建议您在编写多线程程序时，始终使用原子变量。

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