Ubuntu C++开发中如何实现并发控制

在Ubuntu上进行C++开发时，实现并发控制可以通过多种方式，包括使用线程、互斥锁、条件变量、信号量等。以下是一些基本的并发控制方法：

多线程：C++11引入了标准线程库，可以方便地创建和管理线程。

#include <iostream> #include <thread> void helloFunction() { std::cout << "Hello from a thread!" << std::endl; } int main() { std::thread t(helloFunction); t.join(); // 等待线程完成 return 0; }

互斥锁（Mutex）：用于保护共享资源，防止多个线程同时访问。

#include <iostream> #include <thread> #include <mutex> std::mutex mtx; // 创建一个互斥锁 void printMessage(const std::string& msg) { mtx.lock(); // 加锁 std::cout << msg << std::endl; mtx.unlock(); // 解锁 } int main() { std::thread t1(printMessage, "Hello from thread 1"); std::thread t2(printMessage, "Hello from thread 2"); t1.join(); t2.join(); return 0; }

条件变量（Condition Variable）：允许线程等待某个条件成立。

#include <iostream> #include <thread> #include <mutex> #include <condition_variable> std::mutex mtx; std::condition_variable cv; bool ready = false; void printId(int id) { std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx); cv.wait(lck, []{return ready;}); // 等待条件变量 std::cout << "Thread " << id << std::endl; } void go() { std::lock_guard<std::mutex> lck(mtx); ready = true; cv.notify_all(); // 通知所有等待的线程 } int main() { std::thread threads[10]; // spawn 10 threads: for (int i = 0; i < 10; ++i) threads[i] = std::thread(printId, i); std::cout << "10 threads ready to race..." << std::endl; go(); // go! for (auto &th : threads) th.join(); return 0; }

信号量（Semaphore）：用于控制对共享资源的访问数量。

在C++中没有直接的信号量实现，但可以使用POSIX信号量或者通过互斥锁和条件变量来模拟。

原子操作（Atomic Operations）：C++11提供了原子类型，可以用来进行无锁编程。

#include <atomic> #include <iostream> #include <thread> std::atomic<int> sharedValue(0); void incrementValue() { for (int i = 0; i < 1000; ++i) { sharedValue.fetch_add(1); // 原子加法 } } int main() { std::thread t1(incrementValue); std::thread t2(incrementValue); t1.join(); t2.join(); std::cout << "Final value of sharedValue: " << sharedValue.load() << std::endl; return 0; }

在实现并发控制时，需要注意避免死锁、竞态条件等问题。合理使用同步机制，确保线程安全。此外，还可以考虑使用高级并发库，如Boost.Asio，它提供了更高级别的网络和低级I/O编程接口，以及并发控制功能。

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