동시 프로그래밍에서 C++ 함수의 협력 메커니즘은 무엇입니까?

C++ 동시 프로그래밍은 뮤텍스, 조건 변수, 세마포어 및 원자 변수를 포함한 협업 메커니즘을 제공하여 스레드 상호 작용을 조정하고 충돌 및 교착 상태를 방지합니다. 이러한 메커니즘에는 다음이 포함됩니다. 뮤텍스: 공유 리소스를 보호하여 한 번에 하나의 스레드만 액세스하도록 보장합니다. 조건 변수: 스레드가 조건이 충족되어 알림을 받을 때까지 기다릴 수 있습니다. 세마포어: 동시에 공유 리소스에 액세스할 수 있는 스레드 수를 제한합니다. 원자 변수: 공유 변수에 대한 원자 연산을 보장하고 데이터 경쟁을 방지합니다.

동시 프로그래밍의 C++ 기능 공동 작업 메커니즘

동시 프로그래밍에서 공동 작업 메커니즘을 사용하면 여러 기능이 충돌이나 교착 상태 없이 함께 작동할 수 있습니다. C++는 동시 애플리케이션의 확장성과 효율성을 높이도록 설계된 다양한 협업 메커니즘을 제공합니다.

Mutex(Mutex)

뮤텍스는 공유 리소스에 동시 접근을 방지하는 변수입니다. 잠금을 획득하고 해제하여 하나의 스레드만 보호된 리소스에 액세스할 수 있도록 합니다.

std::mutex m;

void thread_function() {
  // 获得互斥量锁
  m.lock();

  // 访问共享资源

  // 释放互斥量锁
  m.unlock();
}

조건 변수

조건 변수는 특정 조건이 충족될 때까지 기다리는 데 사용됩니다. wait() 函数等待条件变为真，也可以通过 notify_one() 或 notify_all() 함수를 통해 대기 중인 스레드를 알릴 수 있습니다.

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

void waiting_thread_function() {
  std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
  while (!condition_met) {
    cv.wait(lock);
  }
}

void signalling_thread_function() {
  std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
  condition_met = true;

  // 通知等待的线程
  cv.notify_all();
}

Semaphore

세마포어는 동시에 공유 리소스에 액세스할 수 있는 스레드 수를 제한하는 데 사용됩니다. 리소스에 동시에 접근할 수 있는 스레드 수를 나타내는 카운터를 통해 구현됩니다.

std::counting_semaphore<int> semaphore(2);

void thread_function() {
  // 获取许可证，允许访问资源
  semaphore.acquire();

  // 访问共享资源

  // 释放许可证
  semaphore.release();
}

Atomic Variable

Atomic 변수는 공유 변수에 대한 원자적 액세스를 보장하는 특수 변수 유형입니다. 특정 하드웨어 명령을 사용하여 변수의 읽기 및 쓰기 작업이 분할되지 않도록 하여 데이터 경합을 방지합니다.

std::atomic<int> counter = 0;

void thread_function() {
  // 原子增加计数器
  counter.fetch_add(1);
}

실용 사례: 생산자-소비자 문제

생산자-소비자 문제는 생산자 스레드와 소비자 스레드를 포함하는 동시 프로그래밍의 고전적인 문제입니다. 생산자 스레드는 요소를 생성하여 공유 대기열에 삽입하는 반면, 소비자 스레드는 대기열에서 요소를 제거하고 소비합니다.

위의 협업 메커니즘을 사용하면 이 문제를 안전하고 안정적으로 해결할 수 있습니다.

• 뮤텍스를 사용하여 동시 액세스로부터 대기열을 보호합니다.
• 조건 변수를 사용하여 소비자에게 새 요소가 대기열에 있음을 알립니다.
• 세마포어를 사용하여 요소를 동시에 사용할 수 있는 소비자 스레드 수를 제한하세요.

이러한 협업 메커니즘을 결합하여 효율적이고 잠금이 없는 생산자-소비자 구현을 만들 수 있습니다.

위 내용은 동시 프로그래밍에서 C++ 함수의 협력 메커니즘은 무엇입니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!