如何同步C++中的執行緒？

C++ 中執行緒同步是指協調執行緒對共享資源的訪問，防止資料競爭和資源破壞。為此，可以使用互斥鎖 (Mutex) 控制對共享資源的獨佔訪問，還可以使用條件變數 (Condition Variable) 來協調執行緒之間的通訊。在實戰中，互斥鎖用於管理任務佇列，而條件變數用於喚醒等待新任務的線程，從而實現多執行緒應用程式的協調執行。

如何同步 C++ 中的執行緒？

理解線程同步

線程同步是指協調並發執行的線程，確保它們以有條不紊的方式存取共享資源。 C++ 中提供了各種同步機制，可幫助我們實現這一點。

互斥鎖 (Mutex)

互斥鎖是用來控制對共享資源的獨佔存取的鎖定。一次只允許一個執行緒持有互斥鎖，這樣可以防止資料競爭和資源破壞。

範例程式碼：

#include <thread>
#include <mutex>

int shared_value = 0;

// 创建互斥锁
std::mutex m;

void increment_shared_value() {
  // 获取互斥锁
  m.lock();
  // 临界区：独占访问共享值
  ++shared_value;
  // 释放互斥锁
  m.unlock();
}

條件變數(Condition Variable)

條件變數用於協調執行緒之間的通信。一個執行緒可以使用條件變數等待特定條件來滿足，而另一個執行緒可以使用 notify_one() 或 notify_all() 來喚醒等待的執行緒。

範例程式碼：

#include <thread>
#include <condition_variable>

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

void wait_for_condition() {
  // 获取互斥锁
  std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
  
  // 等待条件得到满足
  cv.wait(lock, [] { return condition_met; });
  
  // 条件已得到满足，可以继续执行
  // ...
}

實戰案例：

考慮一個多執行緒程序，它將多個任務分配給不同的線程。為了協調任務的執行，我們可以使用互斥鎖來防止多個執行緒同時存取任務佇列。條件變數可以用來喚醒等待新任務的執行緒。

結論：

互斥鎖和條件變數是 C++ 中強大的同步機制，它們使我們能夠控制執行緒之間的資源存取和通訊。透過理解和使用這些機制，我們可以編寫健全的多執行緒應用程序，從而充分利用現代電腦的多核心架構。

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