C++ 多執行緒程式設計中 mutex 的作用是什麼？

在多執行緒程式設計中，使用互斥鎖（mutex）可以防止多個執行緒同時存取共享數據，從而避免數據競爭和不一致的情況。主要作用包括：1. 保護共享資料；2. 執行緒同步。 C++ 中可以透過 std::mutex 建立和使用 mutex 對象，取得鎖後才能存取共享數據，釋放鎖後其他執行緒才能取得鎖。

C++ 多執行緒程式設計中mutex 的作用

在多執行緒程式設計中，當多個執行緒同時存取共享資料時，可能會導致數據競爭和不一致的情況。為了防止這種情況，可以使用互斥鎖（mutex）來確保共享資料在同一時間只被一個執行緒存取。

什麼是 mutex

Mutex 是一種同步原語，它允許執行緒對共享資源進行互斥存取。當一個執行緒取得了 mutex 的鎖之後，其他執行緒就無法取得該鎖，直到該執行緒釋放鎖為止。

mutex 的作用

在多執行緒程式設計中，mutex 主要有以下作用：

• 保護共享資料：防止多個執行緒同時存取共享數據，保證數據的完整性和一致性。
• 執行緒同步：控制執行緒的執行順序，確保某些操作在特定的順序下執行。

如何使用mutex

在C++ 中，可以使用std::mutex 來建立和使用mutex 物件：

// 创建一个 mutex 对象
std::mutex m;

// 获取 mutex 的锁
m.lock();

// 访问共享数据或执行操作

// 释放 mutex 的锁
m.unlock();

實戰案例

下面是一個使用mutex 保護共享資料的實戰案例：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

std::mutex m;
int shared_data = 0;

void increment_shared_data() {
    m.lock();
    shared_data++;
    m.unlock();
}

int main() {
    std::thread t1(increment_shared_data);
    std::thread t2(increment_shared_data);

    t1.join();
    t2.join();

    std::cout << "Final value of shared_data: " << shared_data << std::endl;
    return 0;
}

在這個案例中，兩個執行緒同時執行 increment_shared_data() 函數來對shared_data 進行自增操作。由於 increment_shared_data() 函數中使用了一個 mutex 來保護共享數據，因此保證了兩個線程不會同時訪問 shared_data，從而避免了數據競爭。

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