Verrous multi-thread en C++ et comment les utiliser

Les verrous multithread en C++ et comment les utiliser

Lors de l'écriture de programmes multithread, afin de garantir la sécurité des données et d'éviter les conditions de concurrence, nous devons utiliser des verrous. Un verrou est un mécanisme de synchronisation qui permet à un certain bloc de code d'être exécuté par un seul thread à la fois. En C++, il existe de nombreux types de verrous parmi lesquels choisir, les plus couramment utilisés étant les verrous mutex, les verrous en lecture-écriture et les variables de condition. Cet article présentera les concepts de base, l'utilisation et les précautions de ces serrures.

Mutex (Mutex)

Les verrous Mutex sont souvent utilisés pour protéger les ressources partagées et ne permettent qu'à un seul thread d'y accéder en même temps. Lorsqu'un thread détient un verrou, les autres threads qui souhaitent conserver le verrou doivent attendre. Lorsque le thread libère le verrou, d'autres threads peuvent commencer à accéder à la ressource partagée.

En C++, un mutex est défini comme suit :

#include <mutex>

std::mutex mutex;

La méthode d'utilisation d'un mutex est généralement la suivante :

// 线程1
mutex.lock();
// 访问共享资源
mutex.unlock();

// 线程2
mutex.lock();
// 访问共享资源
mutex.unlock();

Il est à noter que lorsque vous utilisez un mutex, vous devez toujours utiliser le verrouillage et le déverrouillage, sinon cela pourrait Provoquer une impasse. De plus, vous devez éviter d'occuper le verrou pendant une longue période pour éviter d'affecter l'exécution des autres threads.

Reader-Writer Lock

Read-Writer Lock est un verrou spécial qui permet à plusieurs threads de lire des ressources partagées en même temps, mais qui permet à un seul thread d'écrire sur des ressources partagées. Lorsqu'un thread écrit sur une ressource partagée, les autres threads ne peuvent pas lire ou écrire tant que l'opération d'écriture n'est pas terminée, et le thread de lecture ne peut pas continuer la lecture. La définition d'un verrou en lecture-écriture est la suivante :

#include <shared_mutex>

std::shared_mutex rw_mutex;

La méthode d'utilisation d'un verrou en lecture-écriture est la suivante :

// 写入线程
rw_mutex.lock();
// 写入共享资源
rw_mutex.unlock();

// 读取线程
rw_mutex.lock_shared();
// 读取共享资源
rw_mutex.unlock_shared();

Il est à noter que lors de l'utilisation d'un verrou en lecture-écriture, la priorité doit être donnée aux threads qui lisent les ressources partagées pour éviter que les opérations d'écriture n'occupent le verrou pendant une longue période.

Variable de condition

Les variables de condition sont généralement utilisées pour la synchronisation et la communication entre les threads. Il s'agit d'un mécanisme de synchronisation basé sur des verrous mutex qui peuvent assurer la coordination entre les threads via des mécanismes d'attente et de notification.

La définition des variables de condition est la suivante :

#include <condition_variable>

std::condition_variable cond_var;

Les variables de condition sont généralement utilisées avec les verrous mutex. Le processus d'attente et de réveil est le suivant :

// 线程1
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
cond_var.wait(lock);
// 唤醒后执行的代码

// 线程2
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
// 执行唤醒操作
cond_var.notify_one();

Il convient de noter que lorsque vous utilisez des variables de condition, vous devez d'abord. verrouillez-les, sinon une situation de blocage pourrait se produire.

Résumé

Dans la programmation multithread, les verrous sont un mécanisme de synchronisation essentiel. Lors de la sélection d'un verrou, vous devez prendre en compte les caractéristiques et les scénarios d'utilisation des différents verrous pour mieux garantir la sécurité des données et la coordination des threads. N'oubliez pas les principes de base de l'utilisation des verrous : contrôle granulaire et évitement des blocages.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!