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C++中实现线程之间的同步

2023-07-07 21:04:07 深夜i -- --

C++ 线程同步互斥量条件变量

在 C++ 编程中，线程的同步是不可或缺的一部分。线程之间的同步，指的是在多个线程同时执行的过程中，为了保证程序的正确性和稳定性，需要对不同线程之间的运行顺序和共享资源的访问进行协调和管理。下面是 C++ 中实现线程之间同步的几种方式：

1. 互斥锁（Mutex）

互斥锁是一种非常常见的线程同步方式，它可以确保共享资源在同一时间只能被一个线程访问。C++ 中提供了 std::mutex 类来实现互斥锁，我们可以使用 std::lock_guard 或者 std::unique_lock 对共享资源进行加锁和解锁操作。

示例代码：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
std::mutex mtx;
void print_thread_id(int id) {
  std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
  std::cout << "Thread " << id << " started" << std::endl;
}
int main () {
  std::thread threads[10];
  for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    threads[i] = std::thread(print_thread_id, i);
  }
  for (auto& thread : threads) {
    thread.join();
  }
  return 0;
}

2. 条件变量（Condition Variables）

条件变量是一种线程同步技术，它可以确保在某个条件满足时，线程可以等待、唤醒或者阻塞。C++ 中提供了 std::condition_variable 类来实现条件变量，我们可以使用它和互斥锁一起工作来确保线程同步。

示例代码：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool isReady = false;
void print_thread_id(int id) {
  std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
  cv.wait(lock, [] return isReady; );
  std::cout << "Thread " << id << " started" << std::endl;
}
void set_ready() {
  std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
  isReady = true;
  cv.notify_all();
}
int main () {
  std::thread threads[10];
  for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    threads[i] = std::thread(print_thread_id, i);
  }
  // Do some work here
  set_ready();
  for (auto& thread : threads) {
    thread.join();
  }
  return 0;
}

3. 原子操作（Atomic Operations）

原子操作是一种线程同步技术，它可以确保多个线程对同一共享变量进行读写操作时，不会出现不一致的结果。C++ 中提供了 std::atomic 类来实现原子操作，我们可以使用它来确保线程同步。

示例代码：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <atomic>
std::atomic<int> counter(0);
void increment_counter() {
  for (int i = 0; i < 100; ++i) {
    ++counter;
  }
}
int main () {
  std::thread threads[10];
  for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    threads[i] = std::thread(increment_counter);
  }
  for (auto& thread : threads) {
    thread.join();
  }
  std::cout << "Counter value: " << counter << std::endl;
  return 0;
}

以上就是 C++ 中实现线程之间同步的几种方式。在多线程编程中，我们必须谨慎处理线程之间的同步问题，以确保程序的正确性和稳定性。

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