C++ マルチスレッド プログラミングにおける一般的なスレッド同期メカニズムは何ですか?

C++ マルチスレッド プログラミングでは、スレッド同期メカニズムが不可欠であり、主に 3 つのタイプがあります: Mutex (ミューテックス): 共有リソースへの排他的アクセスを保護するために使用されます。条件変数: 特定の条件が満たされたことをスレッドに通知するために使用されます。読み取り/書き込みロック: 複数のスレッドが同時に共有データを読み取ることを許可しますが、一度に書き込みできるスレッドは 1 つだけです。

C++ マルチスレッド プログラミングにおけるスレッド同期メカニズム

マルチスレッド プログラミングでは、データ競合を回避し、スレッドの安全性を確保するために同期メカニズムが重要です。 C++ における一般的なスレッド同期メカニズムの一部を以下に示します。

Mutex (Mutex)

Mutex は、共有リソースへの排他的アクセスを保護するために使用される低レベルの同期メカニズムです。クリティカル セクション (同期が必要なコード ブロック) に一度にアクセスできるスレッドは 1 つだけです。

std::mutex m;

void critical_section() {
  std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
  // 临界区代码
}

条件変数

条件変数は、あるスレッドに、別のスレッドが特定の条件を満たしていることを通知するために使用されます。 1 つのスレッドは wait() メソッドを使用して条件を待機でき、別のスレッドは notify_one() または notify_all() を使用して条件を通知できます。方法。 wait() 方法等待条件，而另一个线程可以使用 notify_one() 或notify_all() 方法发出信号。

std::condition_variable cv;
bool condition_met = false;

void wait_for_condition() {
  std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
  cv.wait(lock, []() { return condition_met; });
}

void signal_condition() {
  std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
  condition_met = true;
  cv.notify_one();
}

读写锁 (Read-Write Lock)

读写锁允许多个线程同时读取共享数据，但一次只能有一个线程写入共享数据。

std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(m, std::shared_lock<std::shared_mutex>::defer_lock);

实战案例：共享计数器

考虑一个共享计数器，需要同时支持多个线程的增量和获取操作：

class SharedCounter {
  std::mutex mutex_;
  int count_;

public:
  void increment() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
    ++count_;
  }

  int get() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
    return count_;
  }
};

在这个例子中，mutex_ 互斥锁用于保护 count_ 变量。每个线程都可以通过 increment() 方法独立增量计数器，并且可以通过 get()rrreee

🎜読み取り/書き込みロック (読み取り/書き込みロック)🎜🎜🎜読み取り/書き込みロックを使用すると、複数のスレッドが同時に共有データを読み取ることができますが、一度に共有データを書き込むことができるスレッドは 1 つだけです。 🎜rrreee🎜🎜実際のケース: 共有カウンタ🎜🎜🎜複数のスレッドのインクリメント操作と取得操作を同時にサポートする必要がある共有カウンタを考えてみましょう: 🎜rrreee🎜 この例では、mutex_ ミューテックス ロックcount_ 変数を保護するために使用されます。各スレッドは、increment() メソッドを介して独立してカウンターをインクリメントでき、get() メソッドを介して現在の値を読み取ることができます。 🎜

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