C++ 並發程式設計的常見陷阱及其應對方法？

C++並發程式設計的常見陷阱主要有：資料競爭：使用互斥鎖或同步機制保護共用資料。死鎖：避免循環等待，確保釋放資源順序相同。非線程安全程式碼：使用明確同步機製或線程安全的庫。資源洩漏：採用RAII技術，使用智慧指標或析構函數釋放資源。

C++ 並發程式設計的常見陷阱及其應對方法

並發程式設計是一項複雜的技能，在實現正確性和高性能時可能會遇到許多陷阱。本文將探討 C++ 並發程式設計中最常見的陷阱，並提供應對它們的實用方法。

陷阱 1：資料競爭

資料競爭發生在多個執行緒嘗試同時存取相同共享資料時。這可能會導致意外的行為，例如資料損壞或死鎖。

應對方法：使用互斥鎖或其他同步機制來保護共用資料。互斥鎖只允許一個執行緒在同一時間存取數據，從而防止數據競爭。

陷阱 2：死鎖

死鎖發生在兩個或多個執行緒相互等待彼此釋放資源時。這會導致應用程式掛起，直到死鎖被打破。

應對方法：避免循環等待並確保始終以相同順序釋放資源，以防止死鎖。

陷阱 3：非執行緒安全程式碼

非執行緒安全程式碼是指不設計為在並行環境中使用而編寫的程式碼。這會導致不可預測的行為，例如崩潰或資料損壞。

應對方法：使用明確的同步機製或僅使用明確標記為執行緒安全的函式庫和資料結構。

陷阱 4：資源外洩

資源外洩發生在不再需要資源時無法釋放資源的時候。這會導致記憶體洩漏或其他資源枯竭問題。

應對方法：使用 RAII （資源取得即初始化）技術，以確保資源在不再需要時自動釋放。使用智慧指標或析構函數釋放資源。

實戰案例：

以下程式碼範例示範如何在C++ 中使用互斥鎖防止資料競爭：

#include <iostream>
#include <mutex>

std::mutex m;
int shared_data = 0;

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

int main() {
    std::thread t1(&thread_function);
    std::thread t2(&thread_function);

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

    std::cout << shared_data << std::endl;  // 输出 2，表明没有数据竞争
    return 0;
}

透過遵循這些最佳練習並仔細考慮這些陷阱，您可以避免常見錯誤並編寫robust 和高效的平行程式。

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