Sperren Sie Konflikte und Sperren von Lösungen in C++

Mit der kontinuierlichen Entwicklung des Computerbereichs und den wachsenden Anwendungsanforderungen ist die Multithread-Programmierung zu einem unverzichtbaren technischen Mittel geworden. Bei der Multithread-Programmierung kommt es häufig zu Sperrkonkurrenz. Sperrenkonkurrenz wird dadurch verursacht, dass mehrere Threads um dieselbe Sperre konkurrieren. In einer Umgebung mit hoher Parallelität kann dies zu einer Verschlechterung der Programmleistung, einem Deadlock und anderen Problemen führen. In diesem Artikel werden das Sperrkonfliktproblem und seine Lösung in C++ vorgestellt.

1. Lock-Konkurrenzproblem

In der Multithread-Programmierung sind Sperren ein technisches Mittel zur Thread-Synchronisation und werden verwendet, um die Reihenfolge sicherzustellen, in der mehrere Threads auf gemeinsam genutzte Ressourcen zugreifen. Wenn Sperren im Code verwendet werden, werden diese normalerweise mithilfe von STL-Containern wie std::mutex oder std::lock_guard gekapselt, um Auslassungen bei der manuellen Betätigung von Sperren zu vermeiden.

Sperren können jedoch auch einige Probleme verursachen, das häufigste davon sind Sperrenkonflikte. Sperrenkonkurrenz tritt auf, wenn mehrere Threads um dieselbe Sperrressource konkurrieren, was zu Leistungsproblemen oder Deadlock-Problemen im Programm führen kann.

Das Problem des Sperrenwettbewerbs kann durch die folgenden Lösungen gelöst werden:

2. Sperrenfreie Wettbewerbslösung

Sperrenfreie Wettbewerbslösung bezieht sich auf die Vermeidung der Verwendung von Sperren durch den Entwurf von Algorithmen oder Datenstrukturen, um dies zu vermeiden Zweck des Schlosswettbewerbs. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass Leistungsprobleme durch Sperrenkonkurrenz vermieden werden können. Allerdings ist die sperrenfreie Wettbewerbslösung schwieriger zu implementieren, die Codemenge ist relativ groß und sie stellt auch bestimmte Anforderungen an die Fähigkeiten und Erfahrung des Programmierers.

3. Circular Waiting Competition Schema

Circular Waiting Competition Schema bedeutet, dass ein Thread, wenn er eine Sperre anfordert und die Sperre bereits von anderen Threads belegt ist, wartet, bis die Sperre aufgehoben wird. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass sie das Problem der Sperrenkonkurrenz lösen kann, jedoch zu Deadlock-Problemen führt.

4. Rekursives Sperrschema

Das rekursive Sperrschema bedeutet, dass ein Thread, wenn er eine Sperre anfordert und die Sperrressource bereits besitzt, nicht warten muss und direkt in den kritischen Abschnitt gelangen kann. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass sie einfach und benutzerfreundlich ist und Deadlock-Probleme vermeiden kann.

5. Lese-Schreibsperre-Schema

Lese-Schreibsperre-Schema bezieht sich auf die Unterscheidung von Sperrressourcen zwischen Lesen und Schreiben durch Lese-/Schreibsperren, die gleichzeitig vorhanden sein können, aber nur ein Thread kann schreiben Operationen gleichzeitig durchführen. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass sie die Leistung von Lesevorgängen verbessern kann, sie muss jedoch entsprechend bestimmten Anwendungsszenarien ausgewählt werden.

6. Zusammenfassung

Sperrenkonkurrenz ist ein häufiges Problem bei der Multithread-Programmierung und beeinträchtigt die Leistung und Stabilität des Programms. Dieses Problem können wir lösen, indem wir geeignete Sperren und Sperrkonfliktlösungen auswählen. Im eigentlichen Programmierprozess muss die Auswahl auf der Grundlage spezifischer Anwendungsszenarien getroffen werden, um die Auswirkungen des Sperrenwettbewerbs auf die Programmleistung zu minimieren.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonSperren Sie Konflikte und Sperren von Lösungen in C++. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!