当前位置: 首页 > news >正文

C++多线程编程中的锁详解

在现代软件开发中,多线程编程是提升应用程序性能和响应能力的重要手段。然而,多线程编程也带来了数据竞争和死锁等复杂问题。为了确保线程间的同步和共享数据的一致性,C++标准库提供了多种锁机制。

1. std::mutex

std::mutex是最基础的互斥锁,用于保护共享数据,防止多个线程同时访问该数据。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>std::mutex mtx;void print_thread_id(int id) {mtx.lock();std::cout << "Thread " << id << std::endl;mtx.unlock();
}int main() {std::thread t1(print_thread_id, 1);std::thread t2(print_thread_id, 2);t1.join();t2.join();return 0;
}

在上述代码中,mtx.lock()mtx.unlock()分别用于加锁和解锁,确保同一时刻只有一个线程可以访问临界区(std::cout操作)。

2. std::recursive_mutex

std::recursive_mutex允许同一线程多次获得同一锁,而不会导致死锁。适用于递归调用中需要加锁的场景。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>std::recursive_mutex rec_mtx;void recursive_function(int count) {if (count <= 0) return;rec_mtx.lock();std::cout << "Count: " << count << std::endl;recursive_function(count - 1);rec_mtx.unlock();
}int main() {std::thread t(recursive_function, 5);t.join();return 0;
}

3. std::timed_mutex

std::timed_mutex支持尝试在一定时间内获取锁。这在避免死锁和提高程序响应性方面很有用。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <chrono>std::timed_mutex tmtx;void try_lock_for_example() {if (tmtx.try_lock_for(std::chrono::seconds(1))) {std::cout << "Lock acquired" << std::endl;std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));tmtx.unlock();} else {std::cout << "Failed to acquire lock" << std::endl;}
}int main() {std::thread t1(try_lock_for_example);std::thread t2(try_lock_for_example);t1.join();t2.join();return 0;
}

4. std::recursive_timed_mutex

std::recursive_timed_mutex结合了std::recursive_mutexstd::timed_mutex的特性

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <chrono>std::recursive_timed_mutex rtmtx;void recursive_timed_function(int count) {if (count <= 0) return;if (rtmtx.try_lock_for(std::chrono::seconds(1))) {std::cout << "Count: " << count << std::endl;recursive_timed_function(count - 1);rtmtx.unlock();} else {std::cout << "Failed to acquire lock" << std::endl;}
}int main() {std::thread t(recursive_timed_function, 5);t.join();return 0;
}

5. std::shared_mutex(C++17引入)

std::shared_mutex允许多个线程同时读取共享数据,但只允许一个线程写入数据。这种机制适用于读多写少的场景。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <shared_mutex>std::shared_mutex smtx;void read_function() {smtx.lock_shared();std::cout << "Reading data" << std::endl;smtx.unlock_shared();
}void write_function() {smtx.lock();std::cout << "Writing data" << std::endl;smtx.unlock();
}int main() {std::thread t1(read_function);std::thread t2(read_function);std::thread t3(write_function);t1.join();t2.join();t3.join();return 0;
}

6. std::shared_timed_mutex(C++14引入)

std::shared_timed_mutex结合了std::shared_mutexstd::timed_mutex的特性。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <shared_mutex>
#include <chrono>std::shared_timed_mutex stmtx;void shared_timed_read_function() {if (stmtx.try_lock_shared_for(std::chrono::seconds(1))) {std::cout << "Reading data" << std::endl;std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));stmtx.unlock_shared();} else {std::cout << "Failed to acquire shared lock" << std::endl;}
}void shared_timed_write_function() {if (stmtx.try_lock_for(std::chrono::seconds(1))) {std::cout << "Writing data" << std::endl;std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));stmtx.unlock();} else {std::cout << "Failed to acquire exclusive lock" << std::endl;}
}int main() {std::thread t1(shared_timed_read_function);std::thread t2(shared_timed_read_function);std::thread t3(shared_timed_write_function);t1.join();t2.join();t3.join();return 0;
}

7. std::lock_guard

std::lock_guard提供一种异常安全的方式来管理锁的生命周期,通常用于自动解锁。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>std::mutex mtx;void lock_guard_example() {std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);std::cout << "Lock acquired using lock_guard" << std::endl;// mtx is automatically unlocked when lock goes out of scope
}int main() {std::thread t(lock_guard_example);t.join();return 0;
}

8. std::unique_lock

std::unique_lockstd::lock_guard更加灵活,支持延迟加锁、解锁和重新加锁。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>std::mutex mtx;void unique_lock_example() {std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);std::cout << "Lock acquired using unique_lock" << std::endl;lock.unlock();std::cout << "Lock released" << std::endl;lock.lock();std::cout << "Lock reacquired" << std::endl;
}int main() {std::thread t(unique_lock_example);t.join();return 0;
}

9. std::shared_lock(C++17引入)

std::shared_lock用于管理共享互斥量(std::shared_mutexstd::shared_timed_mutex),提供了一种简单的方式来处理读锁。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <shared_mutex>std::shared_mutex smtx;void shared_lock_example() {std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(smtx);std::cout << "Shared lock acquired" << std::endl;
}int main() {std::thread t1(shared_lock_example);std::thread t2(shared_lock_example);t1.join();t2.join();return 0;
}

结论

C++标准库提供了多种锁机制,帮助开发者在多线程环境中确保数据的一致性和线程的同步。根据具体的应用场景选择合适的锁,可以有效地避免数据竞争和死锁问题,从而编写出高效、安全的多线程程序。

相关文章:

C++多线程编程中的锁详解

在现代软件开发中&#xff0c;多线程编程是提升应用程序性能和响应能力的重要手段。然而&#xff0c;多线程编程也带来了数据竞争和死锁等复杂问题。为了确保线程间的同步和共享数据的一致性&#xff0c;C标准库提供了多种锁机制。 1. std::mutex std::mutex是最基础的互斥锁…...

van-dialog 组件调用报错

报错截图 报错原因 这个警告表明 vue 在渲染页面时遇到了一个未知的自定义组件 <van-dialog>&#xff0c;并且提示可能是由于未正确注册该组件导致的。在 vue 中&#xff0c;当我们使用自定义组件时&#xff0c;需要先在 vue 实例中注册这些组件&#xff0c;以便 vue 能…...

【Django】在vscode中运行调试Django项目(命令及图形方式)

文章目录 命令方式图形方式默认8000端口设置自定义端口 命令方式 python manage.py runserver图形方式 默认8000端口 设置自定义端口...

麦田物语第十三天

系列文章目录 麦田物语第十三天 文章目录 系列文章目录一、实现根据物品详情显示 ItemTooltip1.ItemTooltips脚本编写二、制作 Player 的动画一、实现根据物品详情显示 ItemTooltip 1.ItemTooltips脚本编写 首先创建Scripts->Inventory->UI->ItemTooltip脚本,然后…...

【Git多人协作开发】不同的分支下的多人协作开发模式

目录 0.前言背景 1.开发者1☞完成准备工作&协作开发 1.1查看分支情况 1.2创建本地分支feature-1 1.3三板斧 1.4push推本地分支feature-1到远程仓库 2.开发者2☞完成准备工作&协作开发 2.1创建本地分支feature-2 2.2三板斧 2.2push推送本地feature-2到远程仓库…...

Lua 复数计算器

Lua复数计算器 主要包括复数的加减乘除操作&#xff0c;以及打印 编写复数类 -- ***** 元类 ***** Complex {real 0, imag 0}-- 构造函数 function Complex:new(real, imag)local o o or {}o.real real or 0o.imag imag or 0setmetatable(o, self)self.__index selfr…...

深入MySQL中的IF和IFNULL函数

在数据库查询中&#xff0c;我们经常需要根据条件来决定数据的显示方式。MySQL提供了多种内置函数来帮助我们实现这种条件逻辑&#xff0c;其中IF和IFNULL是两个非常有用的函数。在这篇博客中&#xff0c;我们将深入探讨这两个函数的用法和它们在实际查询中的应用。 IF函数 I…...

AI多模态实战教程:面壁智能MiniCPM-V多模态大模型问答交互、llama.cpp模型量化和推理

一、项目简介 MiniCPM-V 系列是专为视觉-语⾔理解设计的多模态⼤型语⾔模型&#xff08;MLLMs&#xff09;&#xff0c;提供⾼质量的⽂本输出&#xff0c;已发布4个版本。 1.1 主要模型及特性 &#xff08;1&#xff09;MiniCPM-Llama3-V 2.5&#xff1a; 参数规模: 8B性能…...

Docker 搭建Elasticsearch详细步骤

本章教程使用Docker搭建Elasticsearch环境。 一、拉取镜像 docker pull docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch:8.8.2二、运行容器 docker run -d --name elasticsearch -p 9200:9200 -p 9300:9300 -e "discovery.type=single-n...

mysql中提供的函数

文章目录 1.聚合函数2.字符串函数3.数值函数4.日期函数5.流程函数 MySQL 是一个功能强大的关系型数据库管理系统&#xff0c;其中包含了丰富的内置函数&#xff0c;用于处理各种数据操作和查询。这些函数可以分为多种类型&#xff0c;包括字符串函数、数值函数、日期和时间函数…...

加速下载,揭秘Internet Download Manager2024下载器的威力!

1. Internet Download Manager&#xff08;IDM&#xff09;是一款广受欢迎的下载管理软件&#xff0c;以其强大的下载加速功能和用户友好的界面著称。 IDM马丁正版下载如下: https://wm.makeding.com/iclk/?zoneid34275 idm最新绿色版一键安装包链接&#xff1a;抓紧保存以…...

oracle 宽表设计

Oracle宽表设计主要涉及到数据库表或视图中字段&#xff08;列&#xff09;数量较多的情况。在Oracle 23c及以后的版本中&#xff0c;数据库表或视图中允许的最大列数已增加到4096&#xff0c;这为宽表设计提供了更大的灵活性。以下是对Oracle宽表设计的详细分析&#xff1a; …...

winrar安装好后,鼠标右键没有弹出解压的选项

本来安装挺好的&#xff0c;可以正常使用&#xff0c;有天我把winrar相关的文件挪了个位置&#xff0c;就不能正常使用了。 然后我去应用里面找&#xff0c;找到应用标识了&#xff0c;但是找不到对应的文件夹&#xff08;因为我挪到另外一个文件夹里了&#xff09;。 于是我找…...

数字图像处理笔记(一)---- 图像数字化与显示

系列文章目录 数字图像处理学习笔记&#xff08;一&#xff09;---- 图像数字化与显示 数字图像处理笔记&#xff08;二&#xff09;---- 像素加图像统计特征 数字图像处理笔记&#xff08;三) ---- 傅里叶变换的基本原理 文章目录 系列文章目录前言一、数字图像处理二、图像数…...

Unity UGUI 之 事件接口

本文仅作学习笔记与交流&#xff0c;不作任何商业用途 本文包括但不限于unity官方手册&#xff0c;唐老狮&#xff0c;麦扣教程知识&#xff0c;引用会标记&#xff0c;如有不足还请斧正 本文在发布时间选用unity 2022.3.8稳定版本&#xff0c;请注意分别 1.什么是事件接口&…...

Hadoop、HDFS、MapReduce 大数据解决方案

本心、输入输出、结果 文章目录 Hadoop、HDFS、MapReduce 大数据解决方案前言HadoopHadoop 主要组件的Web UI端口和一些基本信息MapReduceMapReduce的核心思想MapReduce的工作流程MapReduce的优缺点Hadoop、HDFS、MapReduce 大数据解决方案 编辑 | 简简单单 Online zuozuo 地址…...

Dubbo SPI 之负载均衡

1. 背景介绍 在分布式系统中&#xff0c;负载均衡是一项核心技术&#xff0c;旨在将请求合理地分配到多个服务实例上&#xff0c;以提高系统的性能和可靠性。Dubbo 作为一个高性能的 Java RPC 框架&#xff0c;提供了多种负载均衡策略来满足不同的业务需求。本文将深入探讨 Du…...

规范:前后端接口规范

1、前言 随着互联网的高速发展&#xff0c;前端页面的展示、交互体验越来越灵活、炫丽&#xff0c;响应体验也要求越来越高&#xff0c;后端服务的高并发、高可用、高性能、高扩展等特性的要求也愈加苛刻&#xff0c;从而导致前后端研发各自专注于自己擅长的领域深耕细作。 然…...

Python --NumPy库基础方法(2)

NumPy Numpy(Numerical Python) 是科学计算基础库&#xff0c;提供大量科学计算相关功能&#xff0c;比如数据统计&#xff0c;随机数生成等。其提供最核心类型为多维数组类型&#xff08;ndarray&#xff09;&#xff0c;支持大量的维度数组与矩阵运算&#xff0c;Numpy支持向…...

音视频入门基础:H.264专题(15)——FFmpeg源码中通过SPS属性获取视频帧率的实现

音视频入门基础&#xff1a;H.264专题系列文章&#xff1a; 音视频入门基础&#xff1a;H.264专题&#xff08;1&#xff09;——H.264官方文档下载 音视频入门基础&#xff1a;H.264专题&#xff08;2&#xff09;——使用FFmpeg命令生成H.264裸流文件 音视频入门基础&…...

【C++高阶】哈希之美:探索位图与布隆过滤器的应用之旅

&#x1f4dd;个人主页&#x1f339;&#xff1a;Eternity._ ⏩收录专栏⏪&#xff1a;C “ 登神长阶 ” &#x1f921;往期回顾&#x1f921;&#xff1a;模拟实现unordered 的奥秘 &#x1f339;&#x1f339;期待您的关注 &#x1f339;&#x1f339; ❀哈希应用 &#x1f4…...

文件包涵条件竞争(ctfshow82)

Web82 利用 session.upload_progress 包含文件漏洞 <!DOCTYPE html> <html> <body> <form action"https://09558c1b-9569-4abd-bf78-86c4a6cb6608.challenge.ctf.show//" method"POST" enctype"multipart/form-data"> …...

通信原理-思科实验三:无线局域网实验

实验三 无线局域网实验 一&#xff1a;无线局域网基础服务集 实验步骤&#xff1a; 进入物理工作区&#xff0c;导航选择 城市家园; 选择设备 AP0&#xff0c;并分别选择Laptop0、Laptop1放在APO范围外区域 修改笔记本的网卡&#xff0c;从以太网卡切换到无线网卡WPC300N 切…...

*算法训练(leetcode)第三十一天 | 1049. 最后一块石头的重量 II、494. 目标和、474. 一和零

刷题记录 *1049. 最后一块石头的重量 II*494. 目标和474. 一和零 *1049. 最后一块石头的重量 II leetcode题目地址 本题与分割等和子集类似&#xff0c;要达到碰撞最后的石头重量最小&#xff0c;则尽可能把石头等分为两堆。 时间复杂度&#xff1a; O ( m ∗ n ) O(m * n)…...

mac中如何使用obs推流以及使用vlc播放

使用obs推流 1.打开obs&#xff0c;在“来源”框中->点加号->选择媒体源->选择本地ts文件 2.obs中->点击右下角设置->点直播->服务选自定义->服务器填写你的srt服务url&#xff0c;比如&#xff1a;srt://192.168.13.211:14000?modecaller 注意&#xff…...

shopee虾皮 java后端 一面面经 整体感觉不难

面试总结&#xff1a;总体不难&#xff0c;算法题脑抽了只过了一半&#xff0c;面试官点出了问题说时间到了&#xff0c;反问一点点&#xff0c;感觉五五开&#xff0c;许愿一个二面 1.Java中的锁机制&#xff0c;什么是可重入锁 Java中的机制主要包括 synchronized关键字 Loc…...

HydraRPC: RPC in the CXL Era——论文阅读

ATC 2024 Paper CXL论文阅读笔记整理 问题 远程过程调用&#xff08;RPC&#xff09;是分布式系统中的一项基本技术&#xff0c;它允许函数在远程服务器上通过本地调用执行来促进网络通信&#xff0c;隐藏底层通信过程的复杂性简化了客户端/服务器交互[15]。RPC已成为数据中心…...

pve笔记

配置显卡直通参考 https://blog.csdn.net/m0_59148723/article/details/130923893 https://foxi.buduanwang.vip/virtualization/pve/561.html/ https://www.cnblogs.com/MAENESA/p/18005241 https://www.wangsansan.com/archives/181/ pve配置显卡直通到虚拟机后&#xff0c;…...

typecho仿某度响应式主题Xaink

新闻类型博客主题&#xff0c;简洁好看&#xff0c;适合资讯类、快讯类、新闻类博客建站&#xff0c;响应式设计&#xff0c;支持明亮和黑暗模式 直接下载 zip 源码->解压后移动到 Typecho 主题目录->改名为xaink->启用。 演示图&#xff1a; 下载链接&#xff1a; t…...

springcloud RocketMQ 客户端是怎么走到消费业务逻辑的 - debug step by step

springcloud RocketMQ &#xff0c;一个mq消息发送后&#xff0c;客户端是怎么一步步拿到消息去消费的&#xff1f;我们要从代码层面探究这个问题。 找的流程图&#xff0c;有待考究。 以下我们开始debug&#xff1a; 拉取数据的线程&#xff1a; PullMessageService.java 本…...