C++ 다중 스레드 프로그래밍에서 공유 리소스를 효율적으로 관리하는 방법은 무엇입니까?

C++ 다중 스레드 프로그래밍에서는 뮤텍스 및 조건 변수를 사용하여 공유 리소스를 효율적으로 관리하고 데이터 경쟁 및 교착 상태를 피할 수 있습니다. 뮤텍스(Mutex)는 한 번에 하나의 스레드만 리소스에 액세스하도록 허용하여 데이터 무결성을 보장합니다. 조건 변수(Condition Variable)는 스레드 협력을 조정하는 데 사용되며, 한 스레드가 다른 스레드가 특정 작업을 수행할 때까지 기다릴 수 있도록 합니다. 실제 경우 생산자 스레드는 버퍼에 데이터를 추가하고 소비자에게 알립니다. 소비자 스레드는 생산자 알림을 기다린 다음 버퍼에서 데이터를 읽습니다. 뮤텍스 및 조건 변수는 공유 리소스에 대한 스레드로부터 안전한 액세스를 보장합니다.

C++ 멀티 스레드 프로그래밍: 공유 리소스를 효율적으로 관리합니다.

멀티 스레드 프로그래밍에서는 공유 리소스에 대한 액세스 제어가 중요합니다. 이 기사에서는 C++에서 뮤텍스 및 조건 변수와 같은 동기화 기본 요소를 사용하여 공유 리소스를 효율적으로 관리하고 데이터 경합 및 교착 상태를 방지하는 방법을 설명합니다.

Mutex(Mutex)

Mutex는 동시 액세스로부터 공유 리소스를 보호하는 핵심 메커니즘입니다. 한 번에 하나의 스레드만 리소스에 액세스할 수 있으므로 데이터 무결성이 보장됩니다.

std::mutex m;  // 创建一个互斥量

void access_resource() {
  std::lock_guard<std::mutex> lock(m);  // 加锁
  // 对共享资源执行操作
  lock.unlock();  // 解锁
}

조건 변수

조건 변수는 스레드 협력을 조정하는 데 사용됩니다. 이를 통해 한 스레드는 다른 스레드가 특정 작업을 수행할 때까지 기다릴 수 있습니다.

std::condition_variable cv;  // 创建一个条件变量
std::mutex m;  // 创建一个与条件变量关联的互斥量

void produce() {
  std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
  // 生产数据
  lock.unlock();
  cv.notify_one();  // 通知消费者生产完成
}

void consume() {
  std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
  // 等待生产者通知
  cv.wait(lock);
  // 消费数据
  lock.unlock();
}

실제 사례

다음은 공유 리소스를 관리하기 위해 뮤텍스와 조건 변수를 사용하는 간단한 예입니다. 버퍼를 사용하여 데이터를 저장하고, 생산자 스레드는 버퍼에 데이터를 추가하고, 소비자 스레드는 버퍼에서 데이터를 읽습니다.

#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <thread>
#include <vector>

std::mutex m;
std::condition_variable cv;

std::vector<int> buffer;  // 共享资源缓冲区

void produce() {
  while (true) {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
    buffer.push_back(rand());
    cv.notify_one();
  }
}

void consume() {
  while (true) {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
    cv.wait(lock, [] { return !buffer.empty(); });
    int data = buffer.back();
    buffer.pop_back();
  }
}

int main() {
  std::thread t1(produce);
  std::thread t2(consume);
  t1.join();
  t2.join();
  return 0;
}

뮤텍스와 조건 변수를 사용하여 생산자 스레드와 소비자 스레드가 동시에 버퍼에 액세스할 수 있도록 보장하지만 데이터 경합은 발생하지 않습니다.

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