Conception sécurisée de structures de données en programmation simultanée C++ ?

Dans la programmation simultanée C++, la conception sécurisée des structures de données est cruciale : Section critique : utilisez un mutex pour créer un bloc de code qui permet à un seul thread de s'exécuter en même temps. Verrouillage en lecture-écriture : permet à plusieurs threads de lire en même temps, mais à un seul thread d'écrire en même temps. Structures de données sans verrouillage : utilisez des opérations atomiques pour assurer la sécurité de la concurrence sans verrous. Cas pratique : File d'attente thread-safe : utilisez les sections critiques pour protéger les opérations de file d'attente et assurer la sécurité des threads.

Conception de sécurité concurrentielle des structures de données en programmation simultanée C++

En programmation simultanée, il est crucial d'assurer la sécurité des threads des structures de données. Cela évite les incohérences et la corruption des données lorsque plusieurs threads accèdent et modifient simultanément les structures de données. Cet article présente des techniques de conception sécurisées pour diverses structures de données dans la programmation simultanée C++ et fournit des exemples pratiques.

Section critique
Une section critique est un bloc de code qui ne peut être exécuté que par un seul thread à la fois. En C++, vous pouvez utiliser un verrou mutex (std::mutex) pour créer une section critique, comme indiqué ci-dessous :

std::mutex m;
void func() {
  std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
  // 受保护的临界区代码
}

Verrou en lecture-écriture
Le verrouillage en lecture-écriture permet à plusieurs threads de lire la structure des données en même temps temps, mais il ne peut être lu que par un seul thread écrit simultanément. En C++ 11, les verrous en lecture-écriture peuvent être implémentés via std::shared_timed_mutex :

std::shared_timed_mutex rw_lock;
void read_func() {
  std::shared_lock<std::shared_timed_mutex> lock(rw_lock);
  // 读操作
}

void write_func() {
  std::unique_lock<std::shared_timed_mutex> lock(rw_lock);
  // 写操作
}

Structures de données sans verrouillage
Les structures de données sans verrouillage utilisent des astuces spécifiques pour assurer la sécurité de la concurrence sans verrous. Une approche courante consiste à utiliser des opérations atomiques, qui effectuent des lectures et des écritures en une seule opération indivisible. En C++, vous pouvez utiliser std::atomic8742468051c85b06f0a0af9e3e506b5c pour créer des variables atomiques :

std::atomic<int> counter;
void inc_counter() {
  ++counter;
}

Exemple pratique : file d'attente thread-safe
Ce qui suit est un exemple d'implémentation de file d'attente thread-safe :

class ConcurrentQueue {
private:
  std::mutex m;
  std::queue<int> q;

public:
  void push(int value) {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
    q.push(value);
  }

  int pop() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
    if (q.empty()) { throw std::runtime_error("Queue is empty"); }
    int value = q.front();
    q.pop();
    return value;
  }
};

En utilisant la fonction critique sections Protéger les opérations de file d'attente et assurer la sécurité des threads de la file d'attente.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!