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C++多线程共享变量实现

2023-07-10 13:42:10 深夜i -- --

C++ 多线程共享变量实现并发编程

C++是一种广泛使用的编程语言，是那些需要高效处理大量数据的应用的首选。随着计算机硬件的发展，多核处理已经成为现代计算机的一个常见特征，这就要求我们在编写应用程序时必须考虑多线程编程。在多线程编程中，共享变量是非常重要的一个概念，下面我们将介绍如何在C++中实现多线程共享变量。

在C++中，实现多线程共享变量需要使用互斥量（mutex）和条件变量（condition variable）。互斥量可以确保每次只有一个线程对共享变量进行读写操作，而条件变量可以让线程等待某个状态的改变，然后再继续执行。

下面是一个简单的示例，演示如何在C++中使用互斥量和条件变量实现多线程共享变量。假设我们要编写一个多线程程序，计算1到100之间所有数字的平均值。


#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
std::mutex mutex_;
std::condition_variable condVar_;
int sum_{0};
bool done_{false};
void workerThread()
{
  for (int i = 1; i <= 100; ++i)
  {
    std::unique_lock<std::mutex> lock{mutex_};
    sum_ += i;
  }
  {
    std::unique_lock<std::mutex> lock{mutex_};
    done_ = true;
  }
  condVar_.notify_all();
}
int main()
{
  std::thread worker{workerThread};
  {
    std::unique_lock<std::mutex> lock{mutex_};
    condVar_.wait(lock, []{return done_;});
    std::cout << "The average is " << sum_ / 100.0 << '\n';
  }
  worker.join();
  return 0;
}

在这个例子中，我们创建了一个互斥量和一个条件变量。我们还定义了一个 sum_ 变量用于存储所有数字的和，一个 done_ 变量用于表示线程是否完成计算。

在 workerThread 函数中，我们使用互斥量对 sum_ 变量进行加锁，然后将所有数字的和累加到 sum_ 变量中。一旦计算完成，我们使用互斥量对 done_ 变量进行加锁，并设置其值为 true。最后，我们使用条件变量通知所有等待条件为 done_ 的线程。

在主函数中，我们创建了一个 worker 线程，并使用条件变量等待 worker线程完成计算。一旦 worker 线程完成计算并通知了条件变量，我们就释放了互斥量并输出计算结果。

通过使用互斥量和条件变量，我们可以轻松地实现多线程共享变量。无论我们要编写什么样的多线程应用程序，都可以使用这些技术来确保线程安全。

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