C++ 多執行緒程式設計的關鍵概念是如何同步執行緒的？

C++ 多執行緒同步關鍵概念：互斥鎖：確保臨界區只能由一個執行緒存取。條件變數：執行緒可在特定條件滿足時被喚醒。原子操作：不可中斷的單一 CPU 指令，保證共享變數修改的原子性。

C++ 多執行緒程式設計的關鍵概念：執行緒同步

執行緒同步是多執行緒程式設計中至關重要的一環，它確保多個執行緒可以安全地存取共享資源，避免競爭和資料損壞。以下介紹C++ 中實作執行緒同步的關鍵概念：

互斥鎖：

互斥鎖（mutex）是一種存取控制機制，它允許一次只能有一個執行緒存取臨界區，也就是需要同步存取的程式碼區域。使用互斥鎖可以防止多個執行緒同時修改共享變量，造成資料損壞。

std::mutex mtx;  // 定义互斥锁对象

void someFunction() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);  // 在进入临界区前加锁
    // 访问临界区代码
}

條件變數：

條件變數允許執行緒在特定條件滿足時被喚醒。這在協作式多執行緒程式設計中非常有用，例如當一個執行緒在等待另一個執行緒產生資料時。

std::condition_variable cv;  // 定义条件变量对象
std::mutex mtx;  // 关联的互斥锁对象

void produce() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);  // 加锁
    // 产生数据
    cv.notify_all();  // 通知所有等待此条件的线程
}

void consume() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);  // 加锁
    cv.wait(lock);  // 等待 `produce()` 函数生产数据
    // 消费数据
}

原子操作：

原子運算是不可被其他執行緒中斷的單一 CPU 指令，可以確保對共享變數的修改是原子的。

std::atomic<int> count;  // 定义原子变量

void incrementCount() {
    count++;  // 原子方式增加 `count`
}

實戰案例：

考慮以下多執行緒程式：

std::vector<int> numbers;  // 共享的整型数组

void addNumber(int n) {
    numbers.push_back(n);
}

int main() {
    std::thread t1(addNumber, 1);
    std::thread t2(addNumber, 2);
    t1.join();
    t2.join();
    
    std::cout << "Numbers in the vector: ";
    for (int n : numbers) {
        std::cout << n << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    
    return 0;
}

在這個例子中，numbers 陣列是共享資源，多個執行緒可以並發存取。如果不採取同步措施，可能會出現競爭條件，導致資料損壞。

為了安全地存取數組，我們可以使用互斥鎖：

void addNumber(int n) {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);  // 在访问数组前加锁
    numbers.push_back(n);
}

這樣，一次只能有一個執行緒存取數組，確保資料的完整性。

輸出：

Numbers in the vector: 1 2 

以上是C++ 多執行緒程式設計的關鍵概念是如何同步執行緒的？的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！