Terangkan penggunaan pembolehubah atom dalam C (menggunakan & lt; atom & gt; perpustakaan).

Terangkan penggunaan pembolehubah atom dalam C (menggunakan perpustakaan ).

Pembolehubah atom dalam C digunakan untuk memastikan operasi selamat thread pada data yang dikongsi tanpa memerlukan kunci atau mekanisme penyegerakan lain. Perpustakaan menyediakan jenis dan operasi yang menjamin atomik, yang bermaksud bahawa operasi pada pembolehubah ini dilakukan dalam satu langkah yang tidak dapat dipisahkan. Ini penting dalam persekitaran pelbagai threaded di mana pelbagai benang mungkin mengakses data yang sama serentak.

Perpustakaan memperkenalkan jenis atom seperti std::atomic<t></t> di mana T boleh menjadi jenis angka, penunjuk, atau jenis lain yang disokong oleh standard. Jenis-jenis ini memastikan bahawa operasi seperti beban, kedai, bacaan-modifikasi-menulis, dan operasi lain dilaksanakan secara atom. Sebagai contoh, std::atomic<int></int> boleh digunakan untuk operasi integer atom.

Pembolehubah atom sangat berguna untuk operasi mudah seperti menambah kaunter atau bertukar bendera, di mana kunci mungkin berlebihan kerana overhead mereka. Perpustakaan juga menyediakan pelbagai pilihan pesanan memori, yang membolehkan pemaju mengawal keterlihatan operasi memori di seluruh benang, yang boleh menjadi penting untuk pengoptimuman prestasi.

Apakah faedah menggunakan pembolehubah atom dalam program C pelbagai threaded?

Menggunakan pembolehubah atom dalam program C pelbagai threaded menawarkan beberapa faedah:

1. Keselamatan Thread: Operasi atom memastikan bahawa data yang dikongsi diakses dengan cara yang menghalang perlumbaan data dan keadaan perlumbaan. Ini bermakna bahawa pelbagai benang boleh beroperasi dengan selamat pada data yang sama tanpa merosakkannya.
2. Dikurangkan overhead: Tidak seperti mutexes atau mekanisme penyegerakan lain, operasi atom umumnya mempunyai overhead yang lebih rendah. Mereka tidak melibatkan penguncian, yang boleh mahal, terutamanya dalam senario tinggi.
3. Peningkatan Prestasi: Operasi atom boleh lebih cepat daripada menggunakan kunci, terutamanya untuk operasi mudah seperti kenaikan kaunter atau bendera toggling. Ini boleh membawa kepada prestasi yang lebih baik dalam aplikasi pelbagai threaded.
4. Kod mudah: Menggunakan pembolehubah atom boleh memudahkan kod kerana anda tidak perlu menguruskan kunci dan kerumitan yang berkaitan seperti mengelakkan kebuntuan. Ini membawa kepada kod yang lebih bersih dan lebih mudah dipelihara.
5. Kawalan halus: Perpustakaan menyediakan pilihan pesanan memori yang berbeza (misalnya, memory_order_relaxed , memory_order_acquire , memory_order_release ), yang membolehkan pemaju menyempurnakan prestasi dan ketepatan kod multi-threaded mereka.

Bagaimanakah operasi atom menghalang keadaan kaum di C?

Operasi atom mencegah keadaan kaum di C dengan memastikan operasi pada data bersama dilakukan sebagai langkah tunggal yang tidak dapat dipisahkan. Keadaan perlumbaan berlaku apabila hasil operasi bergantung kepada urutan atau masa peristiwa yang tidak terkawal lain, sering mengakibatkan tingkah laku yang tidak dijangka atau tidak betul.

Inilah cara operasi atom membantu:

1. Atomicity: Apabila operasi adalah atom, ia bermakna ia tidak boleh terganggu atau sebahagiannya selesai. Sebagai contoh, jika dua benang menambah pembolehubah yang sama, menggunakan pembolehubah atom memastikan bahawa setiap operasi kenaikan dilaksanakan sepenuhnya sebelum yang seterusnya bermula. Ini menghalang satu benang daripada membaca nilai yang dikemas kini sebahagiannya.
2. Pandangan yang konsisten: Operasi atom memastikan bahawa semua benang melihat pandangan yang konsisten memori. Jika benang mengemas kini pemboleh ubah atom, benang lain akan melihat nilai yang dikemas kini sebaik sahaja operasi selesai, mencegah keadaan perlumbaan yang boleh timbul daripada melihat nilai pertengahan atau ketinggalan zaman.
3. Pesanan Memori: Perpustakaan menyediakan pilihan pesanan memori yang membantu mengawal bagaimana perubahan memori disebarkan antara benang. Dengan memilih pesanan memori yang sesuai, pemaju dapat memastikan operasi berlaku dengan cara yang menghalang keadaan kaum.

Sebagai contoh, pertimbangkan dua benang yang cuba meningkatkan kaunter bersama. Tanpa atom, satu benang mungkin membaca nilai, yang lain mungkin melakukan perkara yang sama, dan kemudian kedua -duanya mungkin meningkatkan salinan tempatan mereka dan menulisnya kembali, menghasilkan hanya satu kenaikan yang dicerminkan. Dengan operasi atom, setiap kenaikan dilakukan sebagai tindakan atom, memastikan setiap kenaikan diambil kira.

Bolehkah anda memberikan contoh mudah bagaimana untuk mengisytiharkan dan menggunakan pembolehubah atom dalam C?

Berikut adalah contoh mudah untuk mengisytiharkan dan menggunakan pemboleh ubah atom dalam C:

 <code class="cpp">#include <iostream> #include <thread> #include <atomic> std::atomic<int> counter(0); // Declare an atomic integer initialized to 0 void incrementCounter() { for (int i = 0; i </int></atomic></thread></iostream></code>

Dalam contoh ini:

• Kami mengisytiharkan std::atomic<int></int> counter yang dinamakan diasaskan kepada 0.
• Dua benang dicipta, masing -masing menjalankan fungsi incrementCounter , yang meningkatkan kaunter 100,000 kali menggunakan fetch_add .
• fetch_add adalah operasi atom yang menambah nilai kepada pemboleh ubah atom dan mengembalikan nilai asal. Argumen std::memory_order_relaxed menentukan pesanan memori yang akan digunakan, yang dalam kes ini santai, bermakna ia tidak mengenakan sebarang kekangan pesanan tambahan di luar atomik operasi itu sendiri.
• Selepas kedua -dua benang selesai, kami mencetak nilai akhir kaunter, yang sepatutnya menjadi 200,000 jika kedua -dua benang berjaya menyelesaikan kenaikan mereka.

Contoh ini menunjukkan penggunaan pembolehubah atom untuk memastikan kenaikan thread-selamat tanpa memerlukan kunci.

Atas ialah kandungan terperinci Terangkan penggunaan pembolehubah atom dalam C (menggunakan & lt; atom & gt; perpustakaan).. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!