C++ 函式在並發程式設計中如何進行狀態管理？

在 C 並發程式設計中管理函數狀態的常見技術包括：執行緒局部儲存 (TLS) 允許每個執行緒維護自己的獨立變數副本。原子變數允許在多執行緒環境中以原子方式讀寫共享變數。互斥鎖透過防止多個執行緒同時執行關鍵部分來確保狀態一致性。

C 函數在並發程式設計中進行狀態管理

在多執行緒程式設計中，並發函數經常需要管理自身的狀態。為了確保資料的一致性和正確性，狀態管理至關重要。本文將探討在 C 並發程式設計中管理函數狀態的常見技術。

執行緒局部儲存 (TLS)

TLS 允許每個執行緒擁有自己獨立的變數副本。這對於需要維護每個線程特定狀態的函數非常有用。以下是使用 TLS 的範例：

#include <thread>

// 定义线程局部变量
thread_local int thread_counter;

// 并发函数
void increment_counter() {
  ++thread_counter;
  std::cout << "Current counter: " << thread_counter << std::endl;
}

int main() {
  // 创建多个线程并执行并发函数
  std::vector<std::thread> threads;
  for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    threads.emplace_back(increment_counter);
  }

  // 等待所有线程完成
  for (auto& thread : threads) {
    thread.join();
  }

  return 0;
}

原子變數

原子變數允許在多執行緒環境中以原子方式讀寫共享變數。這可以防止狀態出現競爭條件和資料損壞。以下是如何使用 std::atomic 原子變數：

#include <atomic>

// 定义原子变量
std::atomic<int> counter;

// 并发函数
void increment_counter() {
  ++counter;
  std::cout << "Current counter: " << counter << std::endl;
}

int main() {
  // 创建多个线程并执行并发函数
  std::vector<std::thread> threads;
  for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    threads.emplace_back(increment_counter);
  }

  // 等待所有线程完成
  for (auto& thread : threads) {
    thread.join();
  }

  return 0;
}

#互斥鎖定

互斥鎖定用於控制對共享資源的存取。它們透過防止多個執行緒同時執行關鍵部分來確保狀態的一致性。以下是如何使用 std::mutex 互斥鎖：

#include <mutex>

// 定义互斥锁
std::mutex counter_lock;

// 并发函数
void increment_counter() {
  // 获得锁
  std::lock_guard<std::mutex> lock(counter_lock);

  // 读写共享状态
  ++counter;
  std::cout << "Current counter: " << counter << std::endl;
}

int main() {
  // 创建多个线程并执行并发函数
  std::vector<std::thread> threads;
  for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    threads.emplace_back(increment_counter);
  }

  // 等待所有线程完成
  for (auto& thread : threads) {
    thread.join();
  }

  return 0;
}

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