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C++利用自定义变量控制多线程

2023-07-11 13:38:03 深夜i -- --

C++ 自定义变量多线程控制并发编程

在C++中，多线程编程是一种常见的技术，可以有效地提高程序的运行效率和响应速度。然而，在多线程编程中，正确地处理线程间的共享数据是一个常见的问题。为了解决这个问题，C++提供了一些自定义变量，如互斥锁（mutex）和条件变量（condition_variable），帮助程序员控制多个线程的运行。

互斥锁是一种最常用的自定义变量，它能够保护临界区，防止多个线程同时访问同一份共享数据而导致数据竞争的情况。在C++中，设置互斥锁非常简单，只需要在需要保护的代码段前后加上一些锁定和解锁的操作即可。具体实现可以参考以下代码：


#include <mutex>
#include <thread>
std::mutex mtx;
void foo()
{
  mtx.lock();
  // 临界区代码
  mtx.unlock();
}
int main()
{
  std::thread t1(foo);
  std::thread t2(foo);
  t1.join();
  t2.join();
  return 0;
}

以上代码中，由mutex定义的mtx变量就是一个互斥锁，它被用于保护foo函数中的临界区代码，确保同一时间只有一个线程可以访问该代码块。

除了互斥锁，条件变量也是常用的自定义变量之一。条件变量通常用于线程间的同步，即一个线程等待另一个线程的某种状态变化才能继续执行。C++中条件变量的使用方法如下所示：


#include <condition_variable>
#include <mutex>
#include <thread>
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
void foo()
{
  // 等待条件变量触发
  std::unique_lock<std::mutex> lk(mtx);
  cv.wait(lk);
  // 执行一些其他代码
}
void bar()
{
  // 触发条件变量
  cv.notify_one();
}
int main()
{
  std::thread t1(foo);
  std::thread t2(bar);
  t1.join();
  t2.join();
  return 0;
}

以上代码中，foo函数中的unique_lock用于保护临界区代码，并通过cv.wait(lk)的方式等待条件变量的触发，而bar函数中的cv.notify_one()则会触发条件变量的变化，从而使得foo函数中的代码得以继续执行。通过这种方式，程序员可以很方便地控制线程间的同步和协作。

总之，C++中的自定义变量可以帮助程序员更加方便地控制多线程的运行。通过合理地使用互斥锁和条件变量，可以避免多线程程序中常见的数据竞争和线程间同步问题，从而提高程序性能和稳定性。

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