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C++在Linux中如何处理并发问题

小樊
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2025-06-01 14:27:05
栏目: 编程语言

在Linux中,C++可以通过多种方式来处理并发问题。以下是一些常用的方法:

  1. 多线程:使用C++11引入的<thread>库可以轻松地创建和管理线程。你可以创建多个线程来执行不同的任务,从而实现并发。
#include <iostream> #include <thread> void print_hello() { std::cout << "Hello from thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl; } int main() { std::thread t1(print_hello); std::thread t2(print_hello); t1.join(); t2.join(); return 0; } 
  1. 互斥锁(Mutex):当多个线程需要访问共享资源时,可以使用互斥锁来确保同一时间只有一个线程可以访问该资源。
#include <iostream> #include <thread> #include <mutex> std::mutex mtx; void print_block(int n, char c) { mtx.lock(); for (int i = 0; i < n; ++i) { std::cout << c; } std::cout << '\n'; mtx.unlock(); } int main() { std::thread th1(print_block, 50, '*'); std::thread th2(print_block, 50, '$'); th1.join(); th2.join(); return 0; } 
  1. 条件变量(Condition Variable):条件变量允许线程等待某个条件成立,或者通知其他线程某个条件已经成立。
#include <iostream> #include <thread> #include <mutex> #include <condition_variable> std::mutex mtx; std::condition_variable cv; bool ready = false; void print_id(int id) { std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx); cv.wait(lck, []{return ready;}); std::cout << "Thread " << id << std::endl; } void go() { std::lock_guard<std::mutex> lck(mtx); ready = true; cv.notify_all(); } int main() { std::thread threads[10]; // spawn 10 threads: for (int i = 0; i < 10; ++i) threads[i] = std::thread(print_id, i); std::cout << "10 threads ready to race...\n"; go(); // go! for (auto &th : threads) th.join(); return 0; } 
  1. 原子操作(Atomic Operations):C++11提供了<atomic>库,支持原子操作,这些操作可以在多线程环境中安全地执行,而无需使用互斥锁。
#include <iostream> #include <thread> #include <atomic> std::atomic<int> counter(0); void increment_counter() { for (int i = 0; i < 100000; ++i) { counter++; } } int main() { std::thread t1(increment_counter); std::thread t2(increment_counter); t1.join(); t2.join(); std::cout << "Counter: " << counter << std::endl; return 0; } 
  1. 信号量(Semaphore):虽然C++标准库没有直接提供信号量的实现,但你可以使用POSIX信号量(通过<semaphore.h>头文件)或者自己实现一个简单的信号量。

  2. 读写锁(Read-Write Lock):对于读多写少的场景,可以使用读写锁来提高性能。C++标准库没有直接提供读写锁,但你可以使用POSIX读写锁(通过<pthread.h>头文件)或者第三方库。

  3. 无锁编程(Lock-Free Programming):这是一种高级技术,它避免了使用锁,而是使用原子操作和其他技巧来实现线程安全的代码。

选择哪种方法取决于你的具体需求和应用场景。在设计并发程序时,还需要注意避免死锁、竞态条件和其他并发相关的问题。

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