C++에서 스레드 안전을 구현하는 방법은 무엇입니까?

멀티 스레드 환경에서는 데이터 손상을 방지하기 위해 스레드 안전을 구현하는 것이 중요합니다. C++에서는 다음 메커니즘이 제공됩니다. 1. 뮤텍스 잠금(std::mutex)은 한 번에 하나의 스레드만 공유 데이터에 액세스하도록 허용합니다. 2. 조건 변수(std::condition_variable)는 스레드가 특정 기간 동안 대기하도록 허용합니다. 3. 읽기-쓰기 잠금(std::shared_mutex)을 사용하면 여러 스레드가 공유 데이터를 동시에 읽을 수 있지만 쓸 수 있는 스레드는 하나만 있습니다. 이러한 메커니즘은 서로 다른 스레드에서 공유 리소스에 대한 액세스를 동기화하여 다중 스레드 환경에서 프로그램의 안정성과 데이터 무결성을 보장합니다.

C++에서 스레드로부터 안전한 구현

소개

멀티 스레드 환경에서 여러 스레드가 동기화 없이 동시에 공유 데이터에 액세스하는 경우 데이터 손상이나 애플리케이션 충돌이 발생할 수 있습니다. 이러한 문제를 방지하려면 스레드 안전성을 구현해야 합니다.

뮤텍스 잠금

뮤텍스 잠금은 한 번에 하나의 스레드만 코드나 데이터의 특정 부분에 액세스할 수 있도록 허용하는 동기화 기본 요소입니다. C++에서는 아래와 같이 std::mutex를 사용하여 뮤텍스 잠금을 생성할 수 있습니다. std::mutex 来创建互斥锁，如下所示：

std::mutex m;

要获取互斥锁，请使用 lock() 方法：

m.lock();

当不再需要时释放互斥锁：

m.unlock();

互斥锁的优点是简单易用，但缺点是如果一个线程长时间持有互斥锁，则其他线程可能需要很长时间才能获得互斥锁。

条件变量

条件变量与互斥锁一起使用，允许线程等待某个条件变为真。在 C++ 中，可以使用 std::condition_variable 来创建条件变量，如下所示：

std::condition_variable cv;

要等待条件变量，请使用 wait() 方法，如下所示：

m.lock();
cv.wait(m);
m.unlock();

这将使线程进入休眠状态，直到另一个线程使用 cv.notify_one() 或 cv.notify_all() 唤醒它。

读写锁

读写锁是一种特殊的互斥锁，它允许多个线程同时读取共享数据，但一次只能允许一个线程写入共享数据。在 C++ 中，可以使用 std::shared_mutex 来创建读写锁，如下所示：

std::shared_mutex rw;

要获取读锁，请使用 lock_shared() 方法：

rw.lock_shared();

要获取写锁，请使用 lock()

rw.lock();

뮤텍스 잠금을 얻으려면 lock() 메서드를 사용하세요.

class BankAccount {
    std::mutex m;
    std::condition_variable cv;
    int balance;

public:
    int get_balance() {
        m.lock();
        int b = balance;
        m.unlock();
        return b;
    }

    void deposit(int amount) {
        m.lock();
        balance += amount;
        cv.notify_all();
        m.unlock();
    }

    void withdraw(int amount) {
        m.lock();
        while (balance < amount) {
            cv.wait(m);
        }
        balance -= amount;
        m.unlock();
    }
};

더 이상 필요하지 않을 때 뮤텍스를 해제하세요: rrreee

뮤텍스의 장점은 간단하고 사용하기 쉽다는 것이지만, 단점은 하나의 스레드가 뮤텍스를 오랫동안 유지하면 오랜 시간이 걸릴 수 있다는 것입니다. 다른 스레드가 Mutex 잠금을 획득하는 데 걸리는 시간입니다.

조건 변수

🎜🎜조건 변수는 스레드가 특정 조건이 true가 될 때까지 기다릴 수 있도록 뮤텍스 잠금과 함께 사용됩니다. C++에서는 아래와 같이 std::condition_variable을 사용하여 조건 변수를 생성할 수 있습니다. 🎜rrreee🎜조건 변수를 기다리려면 다음과 같이 wait() 메서드를 사용하세요. 아래 내용은 다음과 같습니다. 🎜rrreee🎜이렇게 하면 cv.notify_one() 또는 cv.notify_all()을 사용하여 다른 스레드가 깨어날 때까지 스레드가 절전 모드로 전환됩니다. 🎜🎜🎜읽기-쓰기 잠금🎜🎜🎜읽기-쓰기 잠금은 여러 스레드가 동시에 공유 데이터를 읽을 수 있도록 허용하지만 한 번에 하나의 스레드만 공유 데이터를 쓸 수 있도록 허용하는 특수 뮤텍스 잠금입니다. C++에서는 std::shared_mutex를 사용하여 아래와 같이 읽기-쓰기 잠금을 생성할 수 있습니다. 🎜rrreee🎜읽기 잠금을 얻으려면 lock_shared()를 사용하세요. 메소드: 🎜 rrreee🎜쓰기 잠금을 획득하려면 lock() 메소드를 사용하세요: 🎜rrreee🎜🎜실제 예🎜🎜🎜계정 잔고를 추적하는 은행 계좌 클래스가 있다고 가정해 보세요: 🎜rrreee🎜 이 예에서는 뮤텍스를 사용하여 잔액 변수를 보호하고 조건 변수를 사용하여 잔액이 출금을 충족하기에 부족할 때 스레드가 대기할 수 있도록 합니다. 🎜

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