在C++ Linux编程中,实现并发控制通常涉及以下几个方面:
线程同步:使用互斥锁(mutex)、条件变量(condition variable)、信号量(semaphore)等机制来同步多个线程的执行,防止数据竞争和不一致。
原子操作:使用原子类型(如std::atomic
)来进行无锁编程,确保操作的原子性,避免多线程环境下的数据竞争。
读写锁:使用读写锁(如std::shared_mutex
)来提高并发性能,允许多个线程同时读取共享资源,但只允许一个线程写入。
线程池:使用线程池来管理一组工作线程,减少线程创建和销毁的开销,提高程序的响应速度和资源利用率。
消息队列:使用消息队列(如POSIX消息队列、System V消息队列或C++标准库中的std::queue
配合std::mutex
)来实现线程间的通信和同步。
条件变量:使用条件变量(如std::condition_variable
)来阻塞线程,直到某个条件满足为止。
屏障(Barrier):使用屏障(如std::barrier
)来同步多个线程,确保它们在某个点上达到同步。
下面是一个简单的示例,展示了如何使用互斥锁和条件变量来实现线程同步:
#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;
void print_id(int id) {
std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
while (!ready) {
cv.wait(lck);
}
std::cout << "Thread " << id << std::endl;
}
void go() {
std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
ready = true;
cv.notify_all();
}
int main() {
std::thread threads[10];
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
threads[i] = std::thread(print_id, i);
}
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
go();
for (auto& th : threads) {
th.join();
}
return 0;
}
在这个示例中,多个线程等待一个条件变量cv
,直到主线程调用go()
函数并通知所有等待的线程。这样可以确保所有线程在打印ID之前都已经准备就绪。
请注意,这只是一个简单的示例,实际应用中可能需要更复杂的同步机制来处理各种并发问题。