在 C++ 多线程编程中，使用 mutex 和条件变量可以高效管理共享资源，避免数据竞争和死锁：互斥量 (Mutex) 允许一次只允许一个线程访问资源，保证数据完整性。条件变量 (Condition Variable) 用于协调线程协作，允许一个线程等待另一个线程执行特定动作。实战案例中，生产者线程向缓冲区添加数据并通知消费者，消费者线程等待生产者通知后从缓冲区读取数据，通过互斥量和条件变量确保线程安全访问共享资源。
C++ 多线程编程：高效管理共享资源
在多线程编程中，共享资源的访问控制至关重要。本文将讲解如何在 C++ 中使用 mutex 和条件变量等同步原语来高效地管理共享资源，避免数据竞争和死锁。
互斥量 (Mutex)
互斥量是保护共享资源免受并发访问的关键机制。它允许一次只允许一个线程访问资源，从而保证数据完整性。
std::mutex m; // 创建一个互斥量
void access_resource() {
std::lock_guard<std::mutex> lock(m); // 加锁
// 对共享资源执行操作
lock.unlock(); // 解锁
}条件变量 (Condition Variable)
条件变量用于协调线程协作。它允许一个线程等待另一个线程执行特定动作。
std::condition_variable cv; // 创建一个条件变量
std::mutex m; // 创建一个与条件变量关联的互斥量
void produce() {
std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
// 生产数据
lock.unlock();
cv.notify_one(); // 通知消费者生产完成
}
void consume() {
std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
// 等待生产者通知
cv.wait(lock);
// 消费数据
lock.unlock();
}实战案例
以下是一个使用 mutex 和条件变量管理共享资源的简单示例。它使用一个缓冲区来存储数据，生产者线程往缓冲区添加数据，而消费者线程从缓冲区读取数据。
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <thread>
#include <vector>
std::mutex m;
std::condition_variable cv;
std::vector<int> buffer; // 共享资源缓冲区
void produce() {
while (true) {
std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
buffer.push_back(rand());
cv.notify_one();
}
}
void consume() {
while (true) {
std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
cv.wait(lock, [] { return !buffer.empty(); });
int data = buffer.back();
buffer.pop_back();
}
}
int main() {
std::thread t1(produce);
std::thread t2(consume);
t1.join();
t2.join();
return 0;
}通过使用 mutex 和条件变量，我们确保了生产者和消费者线程可以同时访问缓冲区，但不会出现数据竞争。
以上是C++ 多线程编程中如何高效地管理共享资源？的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！
