C++ 中线程同步是指协调线程对共享资源的访问,防止数据竞争和资源破坏。为此,可以使用互斥锁 (Mutex) 控制对共享资源的独占访问,还可以使用条件变量 (Condition Variable) 协调线程之间的通信。在实战中,互斥锁用于管理任务队列,而条件变量用于唤醒等待新任务的线程,从而实现多线程应用程序的协调执行。
如何同步 C++ 中的线程?
理解线程同步
线程同步是指协调并发执行的线程,确保它们以有条不紊的方式访问共享资源。C++ 中提供了各种同步机制,可帮助我们实现这一点。
互斥锁 (Mutex)
互斥锁是用于控制对共享资源的独占访问的锁。一次只允许一个线程持有互斥锁,这样可以防止数据竞争和资源破坏。
示例代码:
#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(); }
条件变量 (Condition Variable)
条件变量用于协调线程之间的通信。一个线程可以使用条件变量等待特定条件得到满足,而另一个线程可以使用 notify_one() 或 notify_all() 来唤醒等待的线程。
示例代码:
#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 // ... }
实战案例:
考虑一个多线程程序,它将多个任务分配给不同的线程。为了协调任务的执行,我们可以使用互斥锁来防止多个线程同时访问任务队列。条件变量可以用来唤醒等待新任务的线程。
结论:
互斥锁和条件变量是 C++ 中强大的同步机制,它们使我们能够控制线程之间的资源访问和通信。通过理解和使用这些机制,我们可以编写健壮的多线程应用程序,从而充分利用现代计算机的多核架构。
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