Wie verwaltet die C++-Funktion den Status in der gleichzeitigen Programmierung?

Zu den gängigen Techniken zum Verwalten des Funktionsstatus in der gleichzeitigen C++-Programmierung gehören: Thread-lokaler Speicher (TLS) ermöglicht es jedem Thread, seine eigene unabhängige Kopie von Variablen zu verwalten. Atomare Variablen ermöglichen das atomare Lesen und Schreiben von gemeinsam genutzten Variablen in einer Multithread-Umgebung. Mutexe stellen die Zustandskonsistenz sicher, indem sie verhindern, dass mehrere Threads gleichzeitig kritische Abschnitte ausführen.

C++-Funktionen führen die Statusverwaltung bei gleichzeitiger Programmierung durch.

Bei der Multithread-Programmierung müssen gleichzeitige Funktionen häufig ihren eigenen Status verwalten. Um die Konsistenz und Korrektheit der Daten sicherzustellen, ist die Zustandsverwaltung von entscheidender Bedeutung. In diesem Artikel werden gängige Techniken zum Verwalten des Funktionsstatus in der gleichzeitigen C++-Programmierung untersucht.

Thread Local Storage (TLS)

TLS ermöglicht jedem Thread, seine eigene unabhängige Kopie von Variablen zu haben. Dies ist nützlich für Funktionen, die für jeden Thread einen bestimmten Status beibehalten müssen. Hier ist ein Beispiel für die Verwendung von TLS:

#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;
}

Atomic Variables

Atomic Variables ermöglichen das atomare Lesen und Schreiben von gemeinsam genutzten Variablen in einer Multithread-Umgebung. Dies verhindert Race Conditions und Datenkorruption des Staates. So verwenden Sie std::atomic atomare Variablen:

#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;
}

Mutex

Mutex wird verwendet, um den Zugriff auf gemeinsam genutzte Ressourcen zu steuern. Sie stellen die Zustandskonsistenz sicher, indem sie verhindern, dass mehrere Threads kritische Abschnitte gleichzeitig ausführen. So verwenden Sie einen std::mutex-Mutex:

#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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