C 多執行緒 執行緒安全

2021-10-10 14:53:40 字數 2977 閱讀 9098

當使用多執行緒時，可能存在同時訪問乙個變數，導致變數被汙染問題，所以需要通過程式設計克服這個問題。

採用多個執行緒，分別記數，然後檢視最終計算結果，**如下：

#include


#include


#include


//計數全域性變數


long cnt =0;


//計數程式


void


counter()


}int


main


(int argc,


char


* ar**)


//等待操作


for(


auto


& th : threads)


th.join()


; clock_t finish =


clock()


; std::cout <<


"期望結果："


<<


100*


100000


<< std::endl;


std::cout <<


"實際結果:"


<< cnt << std::endl;


std::cout <<


"duration:"


<< finish - start <<


"ms"


<< std::endl;


return0;


}
執行結果：

期望結果：10000000


實際結果:


9400000


duration:


104ms
可以看出，存在資料丟失問題，其原因是同時訪問變數cnt導致，所以，需要採用程式設計方法，保證每次只能有乙個程式訪問cnt變數。

在 c++11中，mutex是標準庫， 呼叫#include < mutex>標頭檔案呼叫，其主要類為std::mutex

，其成員函式包括

示例**如下：

#include


#include


#include


#include


//新增互斥變數標頭檔案


//建立互斥變數鎖


std::mutex my_mutex;


//計數全域性變數


long cnt =0;


//計數程式


void


counter()


}int


main


(int argc,


char


* ar**)


//等待操作


for(


auto


& th : threads)


th.join()


; clock_t finish =


clock()


; std::cout <<


"期望結果："


<<


100*


100000


<< std::endl;


std::cout <<


"實際結果:"


<< cnt << std::endl;


std::cout <<


"duration:"


<< finish - start <<


"ms"


<< std::endl;


return0;


}
計算結果如下：

期望結果：10000000


實際結果:


10000000


duration:


456ms
採用互斥變數後，能真確計算，但是時間從104ms,變到456ms。

atomic是c++標準程式庫中的乙個標頭檔案，定義了c++11標準中的一些表示執行緒、併發控制時原子操作的類與方法等。此標頭檔案主要宣告了兩大類原子物件：std::atomic和std::atomic_flag，另外還宣告了一套c風格的原子型別和與c相容的原子操作的函式。在多執行緒併發執行時，原子操作是執行緒不會被打斷的執行片段。一些程式設計更為注重效能和效率，需要開發lock-free的演算法和資料結構，這就需要更為底層的原子操作與原子型別。原子型別物件的主要特點就是從不同執行緒併發訪問是良性(well-defined)行為，不會導致競爭危害。與之相反，不做適當控制就併發訪問非原子物件則會導致未定義(undifined)行為。

示例**：

#include


#include


#include


#include


//新增原子操作標頭檔案


//建立原子操作變數


std::atomic_long cnt;


//計數程式


void


counter()


}int


main


(int argc,


char


* ar**)


//等待操作


for(


auto


& th : threads)


th.join()


; clock_t finish =


clock()


; std::cout <<


"期望結果："


<<


100*


100000


<< std::endl;


std::cout <<


"實際結果:"


<< cnt << std::endl;


std::cout <<


"duration:"


<< finish - start <<


"ms"


<< std::endl;


return0;


}
執行結果：

期望結果：10000000


實際結果:


10000000


duration:


228ms
結果表明，採用原子變數能保證運算結果正確，且能相對於互斥變數mutex,運算速度明顯提高。

多執行緒 執行緒安全

原因 當多個執行緒同時共享，同乙個全域性變數或靜態變數。做寫的操作時，可能發生資料衝突問題，也就是執行緒安全問題。但是做讀操作是不會發生資料衝突問題。解決方案 方式一 內建鎖synchronized synchronized保證執行緒原子性，當執行緒進入方法的時候，自動獲取鎖，一旦鎖被其它執行緒獲取...

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