C++在Linux如何进行并发控制

在Linux环境下，C++可以通过多种方式实现并发控制。以下是一些常用的方法：

1. 互斥锁（Mutexes）:

   • 使用<mutex>头文件中的std::mutex类来实现互斥锁。
   • 通过lock()和unlock()成员函数来加锁和解锁。
   • 使用std::lock_guard或std::unique_lock来自动管理锁的生命周期。

2. 条件变量（Condition Variables）:

   • 使用<condition_variable>头文件中的std::condition_variable类。
   • 通常与互斥锁一起使用，以实现线程间的同步。
   • 线程可以等待某个条件变量，直到另一个线程发出通知。

3. 原子操作（Atomic Operations）:

   • 使用<atomic>头文件中的原子类型，如std::atomic<int>。
   • 原子操作可以在不使用锁的情况下实现线程安全的读写操作。

4. 信号量（Semaphores）:

   • Linux提供了POSIX信号量API，可以使用sem_wait()、sem_post()等函数。
   • 也可以使用C++11中的std::counting_semaphore或std::binary_semaphore。

5. 读写锁（Read-Write Locks）:

   • 使用<shared_mutex>头文件中的std::shared_mutex类。
   • 允许多个读取者同时访问共享资源，但写入者独占访问。

6. 线程（Threads）:

   • 使用<thread>头文件中的std::thread类来创建和管理线程。
   • 通过join()和detach()来控制线程的生命周期。

7. 屏障（Barriers）:

   • 使用<barrier>头文件中的std::barrier类（C++20）。
   • 屏障用于同步多个线程，确保它们都到达某个点后再继续执行。

8. 锁（Locks）:

   • 使用<shared_mutex>头文件中的std::shared_lock类。
   • 与读写锁配合使用，允许多个线程以共享模式锁定互斥量。

下面是一个简单的例子，展示了如何使用互斥锁来保护共享资源：

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>

std::mutex mtx; // 全局互斥锁
int shared_data = 0; // 共享数据

void increment_shared_data() {
    mtx.lock(); // 加锁
    ++shared_data; // 修改共享数据
    mtx.unlock(); // 解锁
}

int main() {
    std::thread t1(increment_shared_data);
    std::thread t2(increment_shared_data);

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

    std::cout << "Shared data: " << shared_data << std::endl;

    return 0;
}

在实际应用中，应该尽量减少锁的使用范围，避免死锁，并且考虑使用更高级的同步机制来提高性能。