Linux C++多线程并发控制策略

在Linux环境下使用C++进行多线程编程时，需要考虑并发控制策略以确保数据的一致性和线程安全

1. 互斥锁（Mutex）：互斥锁是最常用的同步原语之一，用于确保多个线程在访问共享资源时不会发生冲突。C++标准库提供了std::mutex类，可以用于创建和管理互斥锁。当一个线程获得互斥锁时，其他线程必须等待该线程释放锁才能访问共享资源。

#include <mutex>
std::mutex mtx; // 全局互斥锁

void thread_function() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx); // 获取互斥锁
    // 访问共享资源
}

2. 信号量（Semaphore）：信号量是一种计数器，用于控制对共享资源的访问。C++标准库没有直接提供信号量的实现，但可以使用POSIX信号量（如sem_t）进行操作。信号量可以用于限制同时访问共享资源的线程数量。

#include <semaphore.h>
sem_t sem; // 全局信号量

int main() {
    sem_init(&sem, 0, 1); // 初始化信号量，计数为1

    void thread_function() {
        sem_wait(&sem); // 等待信号量
        // 访问共享资源
        sem_post(&sem); // 释放信号量
    }
}

3. 条件变量（Condition Variable）：条件变量是一种同步原语，用于在多线程之间传递消息。C++标准库提供了std::condition_variable类，可以用于创建和管理条件变量。条件变量通常与互斥锁一起使用，以确保线程之间的同步。

#include <condition_variable>
std::mutex mtx; // 全局互斥锁
std::condition_variable cv; // 全局条件变量
bool ready = false; // 共享数据

void thread_function1() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx); // 获取互斥锁
    cv.wait(lock, []{ return ready; }); // 等待条件变量
    // 处理共享资源
}

void thread_function2() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx); // 获取互斥锁
    ready = true; // 修改共享数据
    cv.notify_one(); // 通知等待的线程
}

4. 读写锁（Read-Write Lock）：读写锁是一种允许多个线程同时读取共享资源，但在写入时会阻塞其他线程的同步原语。C++标准库没有直接提供读写锁的实现，但可以使用Boost库中的boost::shared_mutex类进行操作。

#include <boost/thread/shared_mutex.hpp>
boost::shared_mutex rw_mutex; // 全局读写锁

void read_function() {
    boost::shared_lock<boost::shared_mutex> lock(rw_mutex); // 获取共享锁
    // 读取共享资源
}

void write_function() {
    boost::unique_lock<boost::shared_mutex> lock(rw_mutex); // 获取独占锁
    // 写入共享资源
}

5. 原子操作（Atomic Operations）：原子操作是一种不可中断的操作，用于在多线程环境中执行简单的数据操作。C++11标准库提供了std::atomic模板类，可以用于执行原子操作。原子操作可以确保在多个线程之间不会发生冲突。

#include <atomic>
std::atomic<int> counter(0); // 全局原子变量

void thread_function() {
    int local_counter = counter.fetch_add(1); // 原子加1
    // 使用local_counter
}

根据具体的应用场景和需求，可以选择合适的并发控制策略来确保线程安全和数据一致性。在实际编程中，还需要注意避免死锁、竞态条件等问题。