Reka bentuk struktur data selamat konkurensi dalam pengaturcaraan serentak C++?

Dalam pengaturcaraan serentak C++, reka bentuk struktur data yang selamat serentak adalah penting: Bahagian kritikal: Gunakan kunci mutex untuk mencipta blok kod yang membenarkan hanya satu utas untuk dilaksanakan pada masa yang sama. Kunci baca-tulis: membenarkan beberapa utas dibaca pada masa yang sama, tetapi hanya satu utas untuk ditulis pada masa yang sama. Struktur data tanpa kunci: Gunakan operasi atom untuk mencapai keselamatan serentak tanpa kunci. Kes praktikal: Barisan selamat benang: Gunakan bahagian kritikal untuk melindungi operasi baris gilir dan mencapai keselamatan benang.

Reka bentuk keselamatan selaras bagi struktur data dalam pengaturcaraan serentak C++

Dalam pengaturcaraan serentak, adalah penting untuk memastikan keselamatan rangkaian struktur data. Ini menghalang ketidakkonsistenan dan rasuah data apabila berbilang rangkaian mengakses dan mengubah suai struktur data secara serentak. Artikel ini memperkenalkan teknik reka bentuk selamat serentak untuk pelbagai struktur data dalam pengaturcaraan serentak C++ dan menyediakan contoh praktikal.

Bahagian Kritikal
Bahagian kritikal ialah blok kod yang hanya boleh dilaksanakan oleh satu utas pada masa yang sama. Dalam C++, anda boleh menggunakan kunci mutex (std::mutex) untuk mencipta bahagian kritikal, seperti yang ditunjukkan di bawah:

std::mutex m;
void func() {
  std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
  // 受保护的临界区代码
}

Kunci baca-tulis
Kunci baca-tulis membenarkan berbilang benang membaca struktur data pada masa yang sama masa, tetapi ia hanya boleh dibaca oleh Satu benang menulis serentak. Dalam C++11, kunci baca-tulis boleh dilaksanakan melalui std::shared_timed_mutex:

std::shared_timed_mutex rw_lock;
void read_func() {
  std::shared_lock<std::shared_timed_mutex> lock(rw_lock);
  // 读操作
}

void write_func() {
  std::unique_lock<std::shared_timed_mutex> lock(rw_lock);
  // 写操作
}

Struktur data tanpa kunci
Struktur data tanpa kunci menggunakan helah khusus untuk mencapai keselamatan serentak tanpa kunci. Pendekatan biasa ialah menggunakan operasi atom, yang melakukan membaca dan menulis dalam satu operasi tidak boleh dibahagikan. Dalam C++, anda boleh menggunakan std::atomic8742468051c85b06f0a0af9e3e506b5c untuk mencipta pembolehubah atom:

std::atomic<int> counter;
void inc_counter() {
  ++counter;
}

Contoh praktikal: Barisan selamat benang
Berikut ialah contoh pelaksanaan barisan selamat benang:

rreee menggunakan kritikal

By bahagian Lindungi operasi baris gilir dan capai keselamatan benang baris gilir.

Atas ialah kandungan terperinci Reka bentuk struktur data selamat konkurensi dalam pengaturcaraan serentak C++?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!