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C++11的线程同步机制

2023-06-23 02:04:15 深夜i -- --

C++11 线程同步机制

C++11是C++语言的一次重大更新，其中包括了许多新的特性和功能。其中一个重要的更新就是引入了线程同步机制。这个机制可以让开发者更容易地编写多线程程序，避免出现常见的线程安全问题。

C++11引入了许多新的线程库，包括std::thread和std::mutex等。其中，std::thread可以让开发者更容易地创建和管理线程，std::mutex可以用来保护共享资源，避免出现多线程竞争的问题。此外，还可以使用std::atomic和std::condition_variable等库来实现更高级的线程同步功能。

下面我们来看看这些库的使用方法。

1. 创建线程

使用std::thread库可以轻松地创建一个新的线程，只需要传入要运行的函数即可。例如：


void my_func()
  // 执行线程操作
std::thread my_thread(my_func);

这将使用my_func函数创建一个新的线程，my_thread变量可以用来管理这个线程。

2. 加锁

当多个线程同时访问同一个共享资源时，会造成数据不一致的问题。使用std::mutex可以解决这个问题。例如：


std::mutex my_mutex;
void my_func() {
  // 加锁
  std::lock_guard<std::mutex> lock(my_mutex);
  
  // 执行线程操作
}

这个例子中，使用std::lock_guard 来为my_mutex加锁。当线程运行到这个代码块时，会自动加锁，执行完后会自动解锁。

3. 原子操作

在多线程编程中，一些操作需要满足原子性，不能被中断。std::atomic库可以用来实现这个功能。例如：


std::atomic<int> my_counter(0);
void my_func() {
  my_counter++;
}

这里使用std::atomic 来定义一个整型变量。当使用my_counter++时，这个操作会被原子地执行，保证线程安全。

4. 条件变量

有些场景下需要等待某个条件满足之后再执行，这时可以使用std::condition_variable库。例如：


std::mutex my_mutex;
std::condition_variable my_condition;
void my_func() {
  // 加锁
  std::unique_lock<std::mutex> lock(my_mutex);
  // 等待条件满足
  my_condition.wait(lock);
  // 执行线程操作
}
void other_func() {
  // 触发条件满足
  my_condition.notify_all();
}

这个例子中，使用std::unique_lock 来加锁。使用my_condition.wait(lock)可以等待条件满足，线程会被挂起。在其他线程中调用my_condition.notify_all()即可唤醒等待的线程。

总结

上面介绍了C++11中的线程同步机制，包括了创建线程、加锁、原子操作和条件变量等功能。这些库的使用可以让开发者更容易地编写多线程程序，提高程序的可靠性和安全性。

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