C++ 동시 프로그래밍: 동시 데이터 구조의 스레드로부터 안전한 설계를 수행하는 방법은 무엇입니까?

스레드로부터 안전한 동시 데이터 구조 설계: 구현 방법: 원자 유형 및 뮤텍스 잠금 원자 유형: 다중 액세스가 분할되지 않도록 하고 데이터 일관성을 보장합니다. 뮤텍스 잠금: 동시 데이터 손상을 방지하기 위해 한 번에 하나의 스레드로 공유 데이터에 대한 액세스를 제한합니다. 예: 스레드로부터 안전한 큐는 뮤텍스 잠금을 사용하여 구현된 스레드로부터 안전한 데이터 구조를 보여줍니다.

C++ 동시 프로그래밍: 스레드로부터 안전한 동시 데이터 구조 설계

스레드 안전성 이해

스레드 안전성은 데이터 손상이나 프로그램 충돌 없이 여러 스레드가 동시에 데이터 구조에 액세스할 수 있음을 의미합니다. C++ 동시 프로그래밍에서는 스레드 안전성을 달성하는 것이 중요합니다.

원자 유형 및 뮤텍스

원자 유형:
원자 유형은 일관성을 보장하기 위해 기본 데이터에 대한 다중 액세스가 분할되지 않도록 합니다. 예를 들어 std::atomic<int></int> 입니다. std::atomic<int></int> 。

互斥锁：
互斥锁允许一个线程一次访问共享数据，从而防止并发访问导致的数据损坏。使用 std::mutex 。

实例：线程安全队列

以下是一个使用互斥锁实现的简单的线程安全队列：

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <queue>

class ThreadSafeQueue {
private:
    std::queue<int> data;
    std::mutex mtx;

public:
    void push(int value) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
        data.push(value);
    }

    int pop() {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
        if (data.empty()) throw std::runtime_error("Queue is empty");
        int value = data.front();
        data.pop();
        return value;
    }

    bool empty() {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
        return data.empty();
    }
};

int main() {
    ThreadSafeQueue queue;

    std::thread t1([&queue] {
        for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(queue.mtx);
            queue.push(i);
        }
    });

    std::thread t2([&queue] {
        while (!queue.empty()) {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(queue.mtx);
            std::cout << "Thread 2 popped: " << queue.pop() << std::endl;
        }
    });

    t1.join();
    t2.join();

    return 0;
}

在这个示例中：

• std::mutex 用于保护对队列数据的并发访问。
• std::lock_guard
• Mutex:

Mutex를 사용하면 한 번에 하나의 스레드가 공유 데이터에 액세스할 수 있으므로 동시 액세스로 인한 데이터 손상을 방지할 수 있습니다. std::mutex 를 사용하세요.

예: 스레드로부터 안전한 대기열

다음은 뮤텍스를 사용하여 구현된 간단한 스레드로부터 안전한 대기열입니다. 🎜rrreee🎜이 예에서는 🎜

🎜std::mutex가 사용됩니다. 동시 보호 대기열 데이터에 액세스합니다. 🎜🎜std::lock_guard는 대기열의 중요한 부분에 들어갈 때 뮤텍스를 잠그고 나갈 때 잠금을 해제하는 데 사용됩니다. 🎜🎜여러 스레드가 큐에 데이터를 동시에 안전하게 푸시하고 팝할 수 있습니다. 🎜🎜🎜결론🎜🎜 스레드로부터 안전한 동시 데이터 구조를 구현하는 것은 C++ 동시 프로그래밍의 중요한 측면입니다. 원자 유형 및 뮤텍스 잠금과 같은 메커니즘을 사용하면 데이터 일관성을 보장하고 동시 액세스로 인한 데이터 손상이나 프로그램 충돌을 방지할 수 있습니다. 🎜

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