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()和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_mutex和std::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_mutex和std::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_lock比std::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_mutex或std::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,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…...
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>,并且提示可能是由于未正确注册该组件导致的。在 vue 中,当我们使用自定义组件时,需要先在 vue 实例中注册这些组件,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,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,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,其中IF和IFNULL是两个非常有用的函数。在这篇博客中,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(MLLMs),提供⾼质量的⽂本输出,已发布4个版本。 1.1 主要模型及特性 (1)MiniCPM-Llama3-V 2.5: 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,其中包含了丰富的内置函数,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,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(IDM)是一款广受欢迎的下载管理软件,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: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(列)数量较多的情况。在Oracle 23c及以后的版本中,数据库表或视图中允许的最大列数已增加到4096,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: …...
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,可以正常使用,有天我把winrar相关的文件挪了个位置,就不能正常使用了。 然后我去应用里面找,找到应用标识了,但是找不到对应的文件夹(因为我挪到另外一个文件夹里了)。 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(一)---- 图像数字化与显示 数字图像处理笔记(二)---- 像素加图像统计特征 数字图像处理笔记(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,不作任何商业用途 本文包括但不限于unity官方手册,唐老狮,麦扣教程知识,引用会标记,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,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,负载均衡是一项核心技术,旨在将请求合理地分配到多个服务实例上,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,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,前端页面的展示、交互体验越来越灵活、炫丽,响应体验也要求越来越高,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,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,提供大量科学计算相关功能,比如数据统计,随机数生成等。其提供最核心类型为多维数组类型(ndarray),支持大量的维度数组与矩阵运算,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:H.264专题系列文章: 音视频入门基础:H.264专题(1)——H.264官方文档下载 音视频入门基础:H.264专题(2)——使用FFmpeg命令生成H.264裸流文件 音视频入门基础&…...
定时器任务——若依源码分析
分析util包下面的工具类schedule utils: ScheduleUtils 是若依中用于与 Quartz 框架交互的工具类,封装了定时任务的 创建、更新、暂停、删除等核心逻辑。 createScheduleJob createScheduleJob 用于将任务注册到 Quartz,先构建任务的 JobD…...
JUC笔记(上)-复习 涉及死锁 volatile synchronized CAS 原子操作
一、上下文切换 即使单核CPU也可以进行多线程执行代码,CPU会给每个线程分配CPU时间片来实现这个机制。时间片非常短,所以CPU会不断地切换线程执行,从而让我们感觉多个线程是同时执行的。时间片一般是十几毫秒(ms)。通过时间片分配算法执行。…...
Java多线程实现之Thread类深度解析
Java多线程实现之Thread类深度解析 一、多线程基础概念1.1 什么是线程1.2 多线程的优势1.3 Java多线程模型 二、Thread类的基本结构与构造函数2.1 Thread类的继承关系2.2 构造函数 三、创建和启动线程3.1 继承Thread类创建线程3.2 实现Runnable接口创建线程 四、Thread类的核心…...
微软PowerBI考试 PL300-在 Power BI 中清理、转换和加载数据
微软PowerBI考试 PL300-在 Power BI 中清理、转换和加载数据 Power Query 具有大量专门帮助您清理和准备数据以供分析的功能。 您将了解如何简化复杂模型、更改数据类型、重命名对象和透视数据。 您还将了解如何分析列,以便知晓哪些列包含有价值的数据,…...
Angular微前端架构:Module Federation + ngx-build-plus (Webpack)
以下是一个完整的 Angular 微前端示例,其中使用的是 Module Federation 和 npx-build-plus 实现了主应用(Shell)与子应用(Remote)的集成。 🛠️ 项目结构 angular-mf/ ├── shell-app/ # 主应用&…...
排序算法总结(C++)
目录 一、稳定性二、排序算法选择、冒泡、插入排序归并排序随机快速排序堆排序基数排序计数排序 三、总结 一、稳定性 排序算法的稳定性是指:同样大小的样本 **(同样大小的数据)**在排序之后不会改变原始的相对次序。 稳定性对基础类型对象…...
实战三:开发网页端界面完成黑白视频转为彩色视频
一、需求描述 设计一个简单的视频上色应用,用户可以通过网页界面上传黑白视频,系统会自动将其转换为彩色视频。整个过程对用户来说非常简单直观,不需要了解技术细节。 效果图 二、实现思路 总体思路: 用户通过Gradio界面上…...
Sklearn 机器学习 缺失值处理 获取填充失值的统计值
💖亲爱的技术爱好者们,热烈欢迎来到 Kant2048 的博客!我是 Thomas Kant,很开心能在CSDN上与你们相遇~💖 本博客的精华专栏: 【自动化测试】 【测试经验】 【人工智能】 【Python】 使用 Scikit-learn 处理缺失值并提取填充统计信息的完整指南 在机器学习项目中,数据清…...
相关类相关的可视化图像总结
目录 一、散点图 二、气泡图 三、相关图 四、热力图 五、二维密度图 六、多模态二维密度图 七、雷达图 八、桑基图 九、总结 一、散点图 特点 通过点的位置展示两个连续变量之间的关系,可直观判断线性相关、非线性相关或无相关关系,点的分布密…...
P10909 [蓝桥杯 2024 国 B] 立定跳远
# P10909 [蓝桥杯 2024 国 B] 立定跳远 ## 题目描述 在运动会上,小明从数轴的原点开始向正方向立定跳远。项目设置了 $n$ 个检查点 $a_1, a_2, \cdots , a_n$ 且 $a_i \ge a_{i−1} > 0$。小明必须先后跳跃到每个检查点上且只能跳跃到检查点上。同时࿰…...
