C++ 虛擬函數與多執行緒：探索平行程式設計中的多型挑戰

在多執行緒環境中使用虛擬函數可能會導致競爭條件，出現資料損壞或未定義行為。解決方案：1. 使用互斥鎖保護共享資源。 2. 每個執行緒在呼叫虛擬函數前取得互斥鎖，確保並發安全。

C 虛擬函數與多執行緒：揭開並發中的多型迷霧

前言：
C 中的虛擬函數是實現多態性的強力工具，但在多執行緒環境下使用虛擬函數時卻會遇到一些挑戰。本文將深入探討虛擬函數和多執行緒之間的交互，並透過實戰案例來展示如何應對這些挑戰。

虛擬函數概述：
虛擬函數是 C 中的一個函數特性，允許父類別和子類別具有不同實作的同名方法。當呼叫虛擬函數時，編譯器會根據物件的執行時間類型決定要呼叫哪個實作。

多執行緒中的並發問題：
並發程式設計涉及多個執行緒同時執行相同的程式碼片段。當這些執行緒同時存取共享資源（例如由虛擬函數實現的方法）時，便會導致競爭條件。

實戰案例：
考慮以下範例程式碼：

class Base {
public:
    virtual int compute() = 0;
};

class Derived : public Base {
public:
    int compute() override { return 42; }
};

int main() {
    Base* base = new Derived;
    std::thread t1([base] { base->compute(); });
    std::thread t2([base] { base->compute(); });
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

在這個範例中，兩個執行緒都會呼叫同一個虛擬函數compute() ，可能導致兩個執行緒同時使用底層資料。這可能導致資料損壞或未定義的行為。

解決方案：
解決這個問題的一種方法是使用互斥鎖來保護共享資源。

std::mutex mutex;

class Base {
public:
    virtual int compute() = 0;
};

class Derived : public Base {
public:
    int compute() override {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
        return 42;
    }
};

現在，兩個執行緒在呼叫 compute() 函數之前必須取得互斥鎖，從而避免了競爭條件。

結論：
在多執行緒環境中使用虛擬函數需要小心，以避免並發問題。透過使用互斥鎖或其他同步機制，可以確保共享資源受到保護，並避免未定義的行為。

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