标签：std counter C++ 互斥 线程 pthread mutex
导航
线程安全
所谓线程安全不是指线程的安全，而是指内存的安全。线程是由进程所承载，所有线程均可访问进程的上下文，意味着所有线程均可访问在进程中的内存空间，这也是线程之间造成问题的潜在原因。当多个线程读取同一片内存空间（变量、对象等）时，不会引起线程安全问题。但是当多个线程对同一片内存空间进行写操作时，就需要考虑内存安全问题。
线程不安全例子
#include <iostream>
#include <thread>
using namespace std;
int counter = 0;
void func()
{
for (int i = 0; i < 10000; ++i)
{
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1)); // 休眠1ms
++counter; // 写入操作：counter自加
}
}
int main()
{
std::thread t1 = std::thread(func);
std::thread t2 = std::thread(func);
t1.join();
t2.join();
cout << "counter: " << counter << endl;
return 0;
}
上述代码，预期结果是counter输出20000，因为两个线程均会进入循环，counter各自自加10000次。实际输出效果如下：
counter: 19989
counter: 19992
两次输出结果均不相同，且均不等于预期的20000。这就线程不安全导致的BUG。
线程锁
为了解决上述线程安全问题，就需要线程锁，C和C++最常用的锁包括互斥锁、条件锁、自旋锁和读写锁等。其中最基本的是互斥锁，其他的锁都是基于互斥锁实现。所以锁的功能越强大，性能就越低。
互斥锁
互斥锁(mutex)，也成为互斥量，就是保证多线程共享同一个互斥量，然后让线程之间。当一个线程对共享数据操作时，利用互斥锁进行上锁，其他线程在尝试再次上锁时，发现已上锁就会睡眠等待。等到互斥锁解开，才能再次上锁进而继续操作，从而保护共享数据的安全。下面利用互斥锁，解决上述BUG。
C++线程安全实现
#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
int counter = 0;
std::mutex mutex;
void func()
{
for (int i = 0; i < 10000; ++i)
{
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1));
mutex.lock();
++counter;
mutex.unlock();
}
}
int main()
{
std::thread t1 = std::thread(func);
std::thread t2 = std::thread(func);
t1.join();
t2.join();
std::cout << "counter: " << counter << std::endl;
return 0;
}
输出结果如下：
counter: 20000
counter: 20000
两次运行输出均为20000，与预期结果相同，证明加入互斥锁后解决线程安全问题。
C语言线程安全实现
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
int counter = 0;
pthread_mutex_t mutex;
void *func(void *val)
{
for (int i = 0; i < 10000; ++i)
{
usleep(1 * 1000);
pthread_mutex_lock(&mutex);
++counter;
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
}
int main()
{
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
pthread_t t1;
pthread_t t2;
pthread_create(&t1, NULL, func, NULL);
pthread_create(&t2, NULL, func, NULL);
pthread_join(t1, NULL);
pthread_join(t2, NULL);
pthread_mutex_destroy(&mutex);
printf("counter: %d\n", counter);
return 0;
}
输出如下：
counter: 20000
输出也是预期的20000。
标签：std,counter,C++,互斥,线程,pthread,mutex 来源： https://blog.csdn.net/qq_26525697/article/details/117192142
本站声明： 1. iCode9 技术分享网（下文简称本站）提供的所有内容，仅供技术学习、探讨和分享； 2. 关于本站的所有留言、评论、转载及引用，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关； 3. 关于本站的所有言论和文字，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关； 4. 本站文章均是网友提供，不完全保证技术分享内容的完整性、准确性、时效性、风险性和版权归属；如您发现该文章侵犯了您的权益，可联系我们第一时间进行删除； 5. 本站为非盈利性的个人网站，所有内容不会用来进行牟利，也不会利用任何形式的广告来间接获益，纯粹是为了广大技术爱好者提供技术内容和技术思想的分享性交流网站。