C++ マルチスレッド プログラミングにおけるアトミックスの用途は何ですか?

アトミックは、共有データのアトミック性と可視性を確保するためにアトミック操作を実行するためにマルチスレッド プログラミングで使用されます。アトミック ライブラリは、std::atomic<int> などのアトミック変数タイプを提供し、ロード、ストア、compare_exchange_strong などのアトミック操作を提供します。実際のケースでは、アトミック カウンタは複数のスレッドによって同時に更新され、fetch_add アトミック操作によってカウンタ値の一貫性が確保され、データの競合が防止されます。アトミックは、マルチスレッド プログラムによって共有されるデータの安全性と信頼性を保証します。

C++ マルチスレッド プログラミングにおけるアトミックの使用

マルチスレッド プログラミングでは、アトミックは、共有データに対してアトミックな操作を実行するために使用される特別な変数タイプです。アトミック操作により、複数のスレッドが同時にアクセスした場合でも、データの一貫性が維持されます。

アトミック操作の特徴:

• 原子性: 操作は分割不可能な全体として実行され、他のスレッドによって中断されません。
• 可視性: 1 つのスレッド上のアトミック操作は、他のスレッドからすぐに参照できます。
• 順序付け: 同じ変数に対するアトミック操作は順番に実行されます。

アトミック ライブラリ:

C++ の <atomic> ライブラリは、std::atomic<int>、 などのアトミック変数タイプを提供します。 std::atomic<bool></bool> などこれらの型は、次の組み込みのアトミック操作を提供します。 <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): 変数から値を読み取ります。

🎜store(value,memory_order): 値を変数に保存します。 🎜🎜compare_exchange_strong(expected,desired,memory_order): 変数の値が expected と同じ場合、それを desired に置き換えます。 🎜🎜🎜🎜実際のケース: 🎜🎜🎜複数のスレッドが同時に更新する共有カウンターがあるとします: 🎜rrreee🎜 この場合、std::atomic<int&gt> カウンター 変数は次のようになります。複数のスレッド間で共有されることで使用されます。 increment_counter 関数は、アトミック操作 fetch_add を使用してカウンターをインクリメントし、スレッドが同時に実行された場合でもカウンター値の一貫性を確保します。 🎜🎜アトミックを使用すると、マルチスレッド プログラムの共有データの安全性と信頼性を確保できます。 🎜

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