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如何在C++中实现多线程访问同一个变量？

2023-07-11 09:58:19 深夜i -- --

C++ 多线程访问变量实现

在C++中，多线程访问同一个变量是非常常见的需求。然而，如果不正确地进行操作，这样的访问可能会导致数据竞争，从而产生不可预料的错误。

为了避免这些问题，我们需要使用一些同步机制，例如互斥锁、条件变量、原子操作等来协调多个线程的访问。

互斥锁是一种最常见的同步机制。在C++11之前，我们需要使用互斥锁和条件变量来实现同步操作。在C++11中，我们可以使用std::thread库中的互斥锁和条件变量来进行同步操作。

例：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
using namespace std;
mutex g_mutex;
int g_counter = 0;
void ThreadFunction()
{
  for (int i = 0; i < 1000000; ++i)
  {
    g_mutex.lock();
    g_counter++;
    g_mutex.unlock();
  }
}
int main()
{
  thread t1(ThreadFunction);
  thread t2(ThreadFunction);
  t1.join();
  t2.join();
  cout << "g_counter value is : " << g_counter << endl;
  return 0;
}

在上面的代码中，我们使用互斥锁来同步对g_counter变量的访问。我们创建了两个子线程，每个线程会向g_counter变量中添加1000000次。由于我们使用了互斥锁，在每次访问变量时，我们需要先锁定互斥锁，然后进行操作，最后再解锁互斥锁。

原子操作是C++11中另一种实现同步机制的方式。原始操作是一种特殊的操作，它在不需要锁定和解锁的情况下对变量进行操作。这样可以降低锁的开销，并避免竞争条件的出现。

例：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <atomic>
using namespace std;
atomic<int> g_counter(0);
void ThreadFunction()
{
  for (int i = 0; i < 1000000; ++i)
  {
    g_counter++;
  }
}
int main()
{
  thread t1(ThreadFunction);
  thread t2(ThreadFunction);
  t1.join();
  t2.join();
  cout << "g_counter value is : " << g_counter << endl;
  return 0;
}

在这里，我们通过定义一个原子变量g_counter来实现对变量的同步访问。由于原子性操作是在硬件级别上进行的，因此在这个例子中，我们不需要锁定来同步访问。

总结来说，多线程访问同一个变量可能会导致数据竞争，从而导致错误。为了避免这些问题，我们需要使用一些同步机制，例如互斥锁、条件变量和原子操作。在C++11中，我们可以使用std::thread库中包含的同步功能来轻松地做到这一点。

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