C++ 同時プログラミング モードの使用と選択

C++ には、スレッド、ミューテックス、条件変数、アトミック操作、非同期処理など、さまざまな同時プログラミング モードがあります。適切なモードの選択は、同期データ アクセス、条件付き待機、アトミック操作、応答性の向上などのアプリケーション要件によって異なります。パターンの目的と選択基準を理解することで、開発者は効率的で保守可能な同時アプリケーションを構築できます。

C++ 同時プログラミング モードの使用と選択

現代のソフトウェア開発では同時プログラミングは非常に重要であり、C++ はさまざまなシナリオのニーズを満たす豊富な同時プログラミング モードを提供します。この記事では、これらのモードの使用法と選択について説明します。

同時プログラミングモード

• スレッド: 独立して実行されるコードブロックにより、複数のタスクを同時に実行できます。
• Mutex: クリティカルセクションには、常に最大 1 つのスレッドによってアクセスされるようにします。
• 条件変数: スレッドは、特定の条件が true になるまで待機できます。
• アトミック操作: 実行のアトミック性、つまりすべての操作が成功するかすべて失敗するかを保証します。
• 非同期処理: 呼び出しスレッドをブロックせずにタスクを実行できるようにします。

モードの選択

適切な同時実行モードの選択は、特定のアプリケーションのニーズによって異なります:

• データアクセス同期: ミューテックスを使用して共有データへのアクセスを同期し、データの整合性を確保できます。
• 条件付き待機: 条件変数は、リソースが利用可能になるのを待つなど、特定の条件が満たされるまでスレッドが待機するために使用されます。
• アトミック操作: アトミック操作により、カウンターやフラグなどの共有データへの読み取りと書き込みがアトミックであることが保証されます。
• 非同期処理: ネットワーク I/O やファイルの読み書きなどの非同期タスクを非同期に実行して、アプリケーションの応答速度を向上させることができます。

実際のケース

Mutexは共有変数を保護します

// 定义互斥体
std::mutex m;

// 使用锁保护临界区
std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
// 在临界区中对共享变量进行操作
...

条件変数はリソースが利用可能になるのを待ちます

// 定义条件变量
std::condition_variable cv;

// 线程等待条件成立
std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
cv.wait(lock, []{ return resource_available; });

// 条件成立后继续执行任务
...

アトミック操作更新カウンター

// 原子计数器
std::atomic<int> counter;

// 原子更新计数器
counter.fetch_add(1);

ファイルの非同期処理読み書き

// 异步文件读写
std::async(std::launch::async, [](const std::string& filename) {
  // 在单独的线程中读取文件的内容
  std::ifstream file(filename);
  std::string contents;
  std::getline(file, contents);
  ...
}, "file.txt");

結論

C++ は、アプリケーションのさまざまなニーズを満たすために、さまざまな同時プログラミング モードを提供します。さまざまなパターンの目的と選択基準を理解することで、開発者は並行アプリケーションを効率的に構築し、パフォーマンスと保守性を向上させることができます。

以上がC++ 同時プログラミング モードの使用と選択の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。