Mécanisme de verrouillage et de synchronisation des fonctions C++ en programmation concurrente ?

Le mécanisme de verrouillage des fonctions et de synchronisation dans la programmation simultanée C++ est utilisé pour gérer l'accès simultané aux données dans un environnement multithread et empêcher la concurrence des données. Les principaux mécanismes incluent : Mutex (Mutex) : une primitive de synchronisation de bas niveau qui garantit qu'un seul thread accède à la section critique à la fois. Variable de condition : permet aux threads d'attendre que les conditions soient remplies et assure la communication entre les threads. Opération atomique : opération à instruction unique, garantissant une mise à jour monothread des variables ou des données pour éviter les conflits.

Mécanisme de verrouillage et de synchronisation des fonctions dans la programmation simultanée C++

Lors de l'exécution d'une programmation simultanée dans un environnement multithread, il est crucial de gérer l'accès simultané aux données. C++ fournit plusieurs mécanismes pour implémenter le verrouillage et la synchronisation des fonctions, ce qui permet d'éviter les courses de données et d'autres problèmes de sécurité des threads.

Mutex (Mutex)

Un mutex est une primitive de synchronisation de bas niveau qui permet à un seul thread d'accéder à une section critique (données ou ressources partagées) à la fois. Avant d'entrer dans la section critique, le thread doit acquérir le mutex et le libérer après avoir quitté la section critique.

std::mutex mu;
void critical_section() {
  // 获得互斥量
  std::lock_guard<std::mutex> lock(mu);

  // 临界区代码...

  // 释放互斥量（自动释放）
}

Variable de condition

Une variable de condition permet à un thread d'attendre qu'une certaine condition soit remplie. Les threads peuvent attendre une variable de condition jusqu'à ce qu'un autre thread envoie un signal.

std::condition_variable cv;
std::mutex mu;

void waiting_thread() {
  // 获得互斥量
  std::unique_lock<std::mutex> lock(mu);

  // 在条件变量上等待
  cv.wait(lock);

  // 条件满足（可选），进行后续操作...

  // 释放互斥量
}

void signalling_thread() {
  // 获得互斥量
  std::lock_guard<std::mutex> lock(mu);

  // 条件得到满足，发送信号
  cv.notify_one();

  // 释放互斥量（自动释放）
}

Opération atomique

L'opération atomique est une instruction unique qui ne peut pas être interrompue par d'autres threads pendant l'exécution. Cela peut être utilisé pour garantir des mises à jour monothread des variables ou des données.

std::atomic_flag busy_flag = ATOMIC_FLAG_INIT;

void set_busy_flag() {
  // 原子方式地设置 busy_flag
  busy_flag.test_and_set(std::memory_order_release);
}

bool is_busy() {
  // 原子方式地获取 busy_flag 的值
  return busy_flag.test(std::memory_order_acquire);
}

Cas pratique

Considérons une application multithread où les threads doivent accéder à une variable de compteur partagée. Pour éviter les courses de données, nous utilisons un mutex pour synchroniser l'accès au compteur.

std::mutex mu;
int counter = 0;

void increment_counter() {
  // 获得互斥量
  std::lock_guard<std::mutex> lock(mu);

  // 增加计数器
  ++counter;
}

En utilisant ces mécanismes de synchronisation, nous pouvons garantir un accès et un partage sûrs et efficaces des données dans un environnement multithread.

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!