Quelle est l'utilité des atomes dans la programmation multithread C++ ?

Les atomes sont utilisés dans la programmation multithread pour effectuer des opérations atomiques afin de garantir l'atomicité et la visibilité des données partagées. La bibliothèque atomique fournit des types de variables atomiques, tels que std::atomic<int>, et fournit les opérations atomiques suivantes : charger, stocker, comparer_exchange_strong. Dans le cas réel, le compteur atomique est mis à jour simultanément par plusieurs threads, et l'opération atomique fetch_add garantit que la valeur du compteur reste cohérente et empêche la concurrence des données. les atomes assurent la sécurité et la fiabilité des données partagées par les programmes multithread.

Utilisation des atomes dans la programmation multithread C++

Dans la programmation multithread, les atomiques sont des types de variables spéciaux utilisés pour effectuer des opérations atomiques sur des données partagées. Les opérations atomiques garantissent que les données restent cohérentes même si plusieurs threads y accèdent simultanément.

Caractéristiques des opérations atomiques :

• Atomicité : L'opération sera exécutée comme un tout indivisible et ne sera pas interrompue par d'autres threads.
• Visibilité : Les opérations atomiques sur un thread sont immédiatement visibles par les autres threads.
• Ordre : Les opérations atomiques sur la même variable seront exécutées dans l'ordre.

Bibliothèque atomique :

La bibliothèque <atomic> en C++ fournit des types de variables atomiques, tels que std::atomic<int>, std::atomic<bool> etc. Ces types fournissent les opérations atomiques intégrées suivantes : <atomic>库提供了原子变量类型，如 std::atomic<int>、std::atomic<bool> 等。这些类型提供以下内建的原子操作：

• load(memory_order)：从变量中读取值。
• store(value, memory_order)：将值存储到变量中。
• compare_exchange_strong(expected, desired, memory_order)：如果变量的值与 expected 相同，则将其替换为 desired。

实战案例：

假设我们有一个共享计数器，多个线程同时更新：

#include <thread>
#include <atomic>

std::atomic<int> counter;

void increment_counter() {
    // 使用原子操作累加计数器
    counter.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
}

int main() {
    std::vector<std::thread> threads;

    // 创建并启动 10 个线程同时累加计数器
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        threads.emplace_back(increment_counter);
    }

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

    // 打印最终计数结果
    std::cout << "最终计数：" << counter << std::endl;
}

本例中，std::atomic<int> counter 变量在多个线程之间共享。increment_counter 函数使用原子操作 fetch_add

load(memory_order) : lit une valeur à partir d'une variable.

🎜store(value, memory_order) : stocke la valeur dans une variable. 🎜🎜compare_exchange_strong(expected, wanted, memory_order) : Si la valeur d'une variable est la même que expected, remplacez-la par desired. 🎜🎜🎜🎜Cas pratique : 🎜🎜🎜Supposons que nous ayons un compteur partagé que plusieurs threads mettent à jour en même temps : 🎜rrreee🎜Dans ce cas, la variable std::atomic<int> utilisé par plusieurs threads partagés entre. La fonction increment_counter utilise l'opération atomique fetch_add pour incrémenter le compteur, garantissant que la valeur du compteur reste cohérente même si les threads s'exécutent simultanément. 🎜🎜L'utilisation de l'atomique peut garantir que les données partagées des programmes multithread sont sûres et fiables. 🎜

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