使用 C++ STL 时如何处理并发访问？

在并发访问共享数据结构中，C++ STL 提供了处理数据竞争的机制：互斥量：仅允许一个线程同时访问共享数据；读写锁：允许多个线程同时读取但仅一个线程写入；原子操作：无需锁就能进行简单的操作，如计数器递增。

如何使用 C++ STL 处理并发访问

在并发编程中，并发访问共享数据结构可能会导致数据竞争和程序崩溃。C++ 标准模板库 (STL) 为处理此类场景提供了强大的机制。

互斥量 (互斥锁)

互斥量是一种轻量级锁，仅允许一个线程同时访问共享数据。以下是使用互斥量保护 std::vector 的示例：

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <vector>

std::mutex vector_mutex;
std::vector<int> shared_vector;

void thread_function() {
  std::lock_guard<std::mutex> lock(vector_mutex);
  // 访问 shared_vector，知道不会被其他线程并发访问
}

读写锁

读写锁允许多个线程同时读取共享数据，但仅允许一个线程写入。以下是使用读写锁保护 std::map 的示例：

#include <iostream>
#include <shared_mutex>
#include <map>

std::shared_mutex map_mutex;
std::map<std::string, int> shared_map;

void reader_thread_function() {
  std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(map_mutex);
  // 读取 shared_map
}

void writer_thread_function() {
  std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(map_mutex);
  // 写入 shared_map
}

原子操作

对于简单的操作（如递增或递减计数器），我们可以使用原子操作，无需使用锁。以下是使用原子操作更新 int 的示例：

#include <atomic>

std::atomic<int> shared_counter;

void thread_function() {
  shared_counter.fetch_add(1);
}

实战案例

以下是一个使用 C++ STL 并发的真实案例：

Web 服务并发访问共享缓存

问题：一个 Web 服务使用 std::unordered_map 作为缓存，多个线程同时访问缓存。

解决方案：使用读写锁保护 std::unordered_map。这允许多个线程同时读取缓存，而只允许一个线程更新缓存，从而避免数据竞争。

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