C++ 同時プログラミング: 並列スレッドでのリソース割り当てを管理するにはどうすればよいですか?

マルチスレッド プログラムでは、C++ はミューテックス ロックとアトミック タイプを使用して、スレッドが共有リソースに正しくアクセスできるようにします。ミューテックス ロック: std::mutex クラスはミューテックス ロックを作成し、一度に 1 つのスレッドのみが共有リソースにアクセスできるようにして、データ競合を防ぎます。アトミック タイプ: std::atomic は、複数のスレッドが同じ変数を同時に変更することを防止するアトミック操作を提供し、スレッドの安全性を確保します。

C++ 同時プログラミング: 並列スレッドでのリソース割り当ての管理

マルチスレッド プログラミングでは、データ競合を防止し、プログラムの正確性を確保するために、リソース割り当ての管理が重要です。 C++ は、ミューテックス ロックやアトミック タイプなど、リソース割り当てを実装するためのいくつかの同期メカニズムを提供します。

1. ミューテックス ロック

ミューテックス ロックは、一度に 1 つのスレッドのみが共有リソースにアクセスできるようにする同期メカニズムです。 C++ では、std::mutex クラスを使用してミューテックス ロックを作成できます。 std::mutex类来创建互斥锁。

代码范例：

std::mutex mtx;

void thread_function() {
  std::lock_guard<std::mutex> guard(mtx);
  // 对共享资源进行操作
}

在这个示例中，std::lock_guard是一个RAII（资源获取即初始化）包装器，它在函数作用域的生存期内锁定互斥锁。

2. 原子类型

原子类型是线程安全的内置类型，可以执行原子操作。它们防止多个线程同时修改同一个变量，从而避免数据竞争。C++标准库提供了一些原子类型，如std::atomic<T>

コード例:

std::atomic<int> counter;

void thread_function() {
  counter++; // 执行原子增量操作
}

この例では、 std::lock_guard は、関数スコープ Lock の存続期間中ミューテックスをロックする RAII (リソース取得、つまり初期化) ラッパーです。

2. アトミックタイプ

アトミックタイプは、アトミックな操作を実行できるスレッドセーフな組み込みタイプです。これらにより、複数のスレッドが同じ変数を同時に変更することがなくなり、データ競合が回避されます。 C++ 標準ライブラリは、std::atomic<T> などのいくつかのアトミック タイプを提供します。

コード例:

std::mutex mtx;
std::queue<int> queue;

void producer_thread() {
  while (true) {
    std::lock_guard<std::mutex> guard(mtx);
    queue.push(rand());
  }
}

void consumer_thread() {
  while (true) {
    std::lock_guard<std::mutex> guard(mtx);
    if (!queue.empty()) {
      std::cout << queue.front() << std::endl;
      queue.pop();
    }
  }
}

int main() {
  std::thread t1(producer_thread);
  std::thread t2(consumer_thread);
  t1.join();
  t2.join();
  return 0;
}

🎜実践的なケース🎜🎜🎜プロデューサースレッドがデータを生成し、コンシューマースレッドがデータを消費するプロデューサー-コンシューマー問題を考えてみましょう。リソースは共有キューであり、データ競合を防ぐためにミューテックスによって保護する必要があります。 🎜🎜🎜コード例: 🎜🎜rrreee🎜 この例では、ミューテックスを使用して共有キューを保護し、プロデューサーとコンシューマーのスレッドが同時にキューにアクセスできないようにします。 🎜

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