[C++]C++同步

最新推荐文章于 2025-04-05 15:22:57 发布

SixDayCoder

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分类专栏： C/C++ Note 文章标签：条件变量同步原语虚假唤醒

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/sixdaycoder/article/details/80987757

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本文详细介绍了C++中的同步机制，包括互斥锁和条件变量的使用。通过示例展示了互斥锁如何解决数据竞争问题，以及在异常安全方面的重要性。同时，解释了条件变量作为同步机制的工作原理，特别是在生产者-消费者模型中的应用。文章还讨论了条件变量的虚假唤醒问题，并给出了正确的使用版本。

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互斥锁

互斥是为了防止多线程同时访问共享资源而产生的数据竞争，并提供多线程的同步支持。
我们举一个简单的例子：

static int gInt = 1;
int main()
{
    std::thread dec( []() { for (int i = 0; i < 1000000; ++i) gInt--; } );
    std::thread inc( []() { for (int i = 0; i < 1000000; ++i) gInt++; } );
    dec.join();
    inc.join();

    std::cout << gInt << std::endl;
    return 0;
}

我们期望上述程序的输出结果是1，但是因为多线程的执行顺序不定，所以每次运行结果gInt的值都不相同。这对我们的程序来说是一个灾难。

这时互斥锁的作用就出现了，我们对临界区加锁，实现对临界区资源的互斥访问。

static int gInt = 1;
static std::mutex mtx;
int main()
{
    std::thread dec( []() { 
        for (int i = 0; i < 1000000; ++i)
        {
            mtx.lock();//访问临界区之前:尝试获取锁
            gInt--;
            mtx.unlock();//退出临界区:解锁
        }
    } );

    std::thread inc([]()
    {
        for (int i = 0; i < 1000000; ++i)
        {
            mtx.lock();//访问临界区之前:尝试获取锁
            gInt++;
            mtx.unlock();//退出临界区:解锁
        }
    });

    dec.join();
    inc.join();

    std::cout << gInt << std::endl;
    return 0;
}