C++ でスレッドを同期するにはどうすればよいですか?

C++ におけるスレッド同期とは、データの競合やリソースの破壊を防ぐために、共有リソースへのスレッド アクセスを調整することを指します。これを行うには、ミューテックスを使用して共有リソースへの排他的アクセスを制御し、条件変数を使用してスレッド間の通信を調整できます。実際の戦闘では、ミューテックス ロックを使用してタスク キューを管理し、条件変数を使用して新しいタスクを待機しているスレッドを起動し、マルチスレッド アプリケーションの協調実行を実現します。

C++ でスレッドを同期するにはどうすればよいですか?

スレッド同期について

スレッド同期とは、同時に実行されるスレッドを調整して、共有リソースに順序よくアクセスできるようにすることを指します。これを実現するために、C++ ではさまざまな同期メカニズムが利用可能です。

Mutex(ミューテックス)

ミューテックスとは、共有リソースへの排他的アクセスを制御するために使用されるロックです。一度に 1 つのスレッドのみがミューテックス ロックを保持できるため、データ競合やリソースの破損が防止されます。

サンプルコード:

#include <thread>
#include <mutex>

int shared_value = 0;

// 创建互斥锁
std::mutex m;

void increment_shared_value() {
  // 获取互斥锁
  m.lock();
  // 临界区：独占访问共享值
  ++shared_value;
  // 释放互斥锁
  m.unlock();
}

条件変数(条件変数)

条件変数は、スレッド間の通信を調整するために使用されます。 1 つのスレッドは条件変数を使用して特定の条件が満たされるのを待機し、別のスレッドは notify_one() または notify_all() を使用して待機中のスレッドを起動できます。

サンプルコード:

#include <thread>
#include <condition_variable>

bool condition_met = false;
std::condition_variable cv;
std::mutex m;

void wait_for_condition() {
  // 获取互斥锁
  std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
  
  // 等待条件得到满足
  cv.wait(lock, [] { return condition_met; });
  
  // 条件已得到满足，可以继续执行
  // ...
}

実際のケース:

複数のタスクを異なるスレッドに割り当てるマルチスレッドプログラムを考えてみましょう。タスクの実行を調整するために、ミューテックス ロックを使用して、複数のスレッドが同時にタスク キューにアクセスするのを防ぐことができます。条件変数を使用すると、新しいタスクを待機しているスレッドを起動できます。

結論:

ミューテックスロックと条件変数は、C++ の強力な同期メカニズムであり、リソースへのアクセスとスレッド間の通信を制御することができます。これらのメカニズムを理解して使用することで、現代のコンピューターのマルチコア アーキテクチャを最大限に活用する堅牢なマルチスレッド アプリケーションを作成できます。

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