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std::lock相关
这里主要介绍两种RAII方式的锁封装,可以动态的释放锁资源,防止线程由于编码失误导致一直持有锁。
c++11主要有std::lock_guard和std::unique_lock两种方式,使用方式都类似,如下:
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>
#include <chrono>
using namespace std;
std::mutex mutex_;
int main() {
auto func1 = [](int k) {
// std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
for (int i = 0; i < k; ++i) {
cout << i << " ";
}
cout << endl;
};
std::thread threads[5];
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
threads[i] = std::thread(func1, 200);
}
for (auto& th : threads) {
th.join();
}
return 0;
}
std::lock_gurad相比于std::unique_lock更加轻量级,少了一些成员函数,std::unique_lock类有unlock函数,可以手动释放锁,所以条件变量都配合std::unique_lock使用,而不是std::lock_guard,因为条件变量在wait时需要有手动释放锁的能力,具体关于条件变量后面会讲到。
std::atomic相关
c++11提供了原子类型std::atomic,理论上这个T可以是任意类型,但是平时只存放整形,别的还真的没用过,整形有这种原子变量已经足够方便,就不需要使用std::mutex来保护该变量啦。看一个计数器的代码:
struct OriginCounter { // 普通的计数器
int count;
std::mutex mutex_;
void add() {
std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
++count;
}
void sub() {
std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
--count;
}
int get() {
std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
return count;
}
};
struct NewCounter { // 使用原子变量的计数器
std::atomic<int> count;
void add() {
++count;
// count.store(++count);这种方式也可以
}
void sub() {
--count;
// count.store(--count);
}
int get() {
return count.load();
}
};
是不是使用原子变量更加方便了呢?
std::call_once相关
c++11提供了std::call_once来保证某一函数在多线程环境中只调用一次,它需要配合std::once_flag使用,直接看使用代码:
std::once_flag onceflag;
void CallOnce() {
std::call_once(onceflag, []() {
cout << "call once" << endl;
});
}
int main() {
std::thread threads[5];
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
threads[i] = std::thread(CallOnce);
}
for (auto& th : threads) {
th.join();
}
return 0;
}
volatile相关
volatile通常用来建立内存屏障,volatile修饰的变量,编译器对访问该变量的代码通常不再进行优化,看下面代码:
int *p = xxx;
int a = *p;
int b = *p;
a和b都等于p指向的值,一般编译器会对此做优化,把*p的值放入寄存器,就是传说中的工作内存(不是主内存),之后a和b都等于寄存器的值,但是如果中间p地址的值改变,内存上的值改变啦,但a,b还是从寄存器中取的值(不一定,看编译器优化结果),这就不符合需求,所以在此对p加volatile修饰可以避免进行此类优化。
注意:volatile不能解决多线程安全问题,针对特种内存才需要使用volatile,它和atomic的特点如下:• std::atomic用于多线程访问的数据,且不用互斥量,用于并发编程中• volatile用于读写操作不可以被优化掉的内存,用于特种内存中