C++ 多线程编程中有哪些常见的线程同步机制？

C++ 多线程编程中，线程同步机制必不可少，主要有三种类型：互斥锁 (Mutex)：用于保护共享资源的独占访问。条件变量 (Condition Variable)：用于通知线程特定条件已满足。读写锁 (Read-Write Lock)：允许多个线程同时读取共享数据，但一次只能有一个线程写入。

C++ 多线程编程中的线程同步机制

在多线程编程中，同步机制对于避免数据竞争和确保线程安全至关重要。以下是 C++ 中一些常见的线程同步机制：

互斥锁 (Mutex)

互斥锁是一种低级同步机制，用于保护共享资源的独占访问。它允许一次只有一个线程访问临界区（需要同步的代码块）。

std::mutex m;

void critical_section() {
  std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
  // 临界区代码
}

条件变量 (Condition Variable)

条件变量用于通知一个线程另一个线程满足特定条件。一个线程可以使用 wait() 方法等待条件，而另一个线程可以使用 notify_one() 或notify_all() 方法发出信号。

std::condition_variable cv;
bool condition_met = false;

void wait_for_condition() {
  std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
  cv.wait(lock, []() { return condition_met; });
}

void signal_condition() {
  std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
  condition_met = true;
  cv.notify_one();
}

读写锁 (Read-Write Lock)

读写锁允许多个线程同时读取共享数据，但一次只能有一个线程写入共享数据。

std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(m, std::shared_lock<std::shared_mutex>::defer_lock);

实战案例：共享计数器

考虑一个共享计数器，需要同时支持多个线程的增量和获取操作：

class SharedCounter {
  std::mutex mutex_;
  int count_;

public:
  void increment() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
    ++count_;
  }

  int get() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
    return count_;
  }
};

在这个例子中，mutex_ 互斥锁用于保护 count_ 变量。每个线程都可以通过 increment() 方法独立增量计数器，并且可以通过 get() 方法读取当前值。

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