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C++线程同步和互斥技术简介

2023-07-13 20:13:53 深夜i -- --

C++ 线程同步互斥技术

C++是一种计算机编程语言，它支持多线程操作，而线程同步和互斥技术是实现多线程操作的重要手段。本文将简单介绍C++中线程同步和互斥技术的相关概念及基本使用方法。

线程同步是指多个线程访问共享资源时，保证这些线程按照规定的顺序依次访问这些资源。线程同步可以通过多种方式实现，例如信号量、事件、互斥锁等。在C++中，常用的是互斥锁。

互斥锁是一种同步机制，它可以确保同一时间只有一个线程访问共享资源。当一个线程获得了互斥锁时，其他线程必须等待直到该线程释放锁为止。在C++中，可以使用std::mutex类来创建互斥锁，并使用它的lock和unlock方法实现加锁和解锁操作。例如：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
std::mutex mtx;
void write()
{
  mtx.lock();
  std::cout << "Hello World!" << std::endl;
  mtx.unlock();
}
int main()
{
  std::thread t1(write);
  std::thread t2(write);
  t1.join();
  t2.join();
  return 0;
}

上述代码中，我们创建了两个线程，它们都调用了write函数，而这个函数中又对共享资源进行了操作。通过使用互斥锁，我们保证了每个线程对共享资源的访问顺序。

除了互斥锁外，C++还提供了一些其他的同步机制，例如条件变量。条件变量可以在多个线程之间传递信号，当满足某个条件时，唤醒等待的线程。C++中可以使用std::condition_variable类来实现条件变量。例如：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool flag = false;
void write()
{
  std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
  while (!flag) {
    cv.wait(lock);
  }
  std::cout << "Hello World!" << std::endl;
}
void signal()
{
  mtx.lock();
  flag = true;
  cv.notify_all();
  mtx.unlock();
}
int main()
{
  std::thread t1(write);
  std::thread t2(write);
  std::thread t3(signal);
  t1.join();
  t2.join();
  t3.join();
  return 0;
}

上述代码中，我们创建了三个线程，其中两个线程调用了write函数，另一个线程调用了signal函数。write函数通过调用cv.wait(lock)等待条件变量的信号，而signal函数则通过cv.notify_all()向等待的线程发出信号。通过这种方式，我们可以实现多个线程之间的同步操作。

总之，线程同步和互斥技术是多线程编程中不可或缺的一环。在C++中，我们可以通过使用互斥锁、条件变量等同步机制来实现线程之间的同步操作，进而保证多线程程序的正确性和稳定性。

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