C++11 多線程同步互斥鎖條件變量

2019-11-06 07:29:00

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供稿：網友

在多線程程序中，線程同步（多個線程訪問一個資源保證順序）是一個非常重要的問題，linux下常見的線程同步的方法有下面幾種：

互斥鎖條件變量信號量

這篇博客只介紹互斥量和條件變量的使用。

互斥鎖和條件變量

通常情況下，互斥鎖和條件變量是配合使用的，互斥鎖用于短期鎖定，主要保證線程對臨界區的進入；條件變量用于線程長期等待，在wait的時候會釋放鎖。操作的API如下所示（介紹最常用的）：

std::mutex : 獨占的互斥量，不能遞歸使用 std::condition_variable ：條件變量，配合 std::unique<std::mutex>進行wait操作。 std::condition_variable_any 和任意帶有lock，unlock的mutex配合使用，但是效率比std::condition_variable差。

舉個栗子：

10個人排隊使用打印機，任一時刻只有一個人能使用。用一個變量i的0和1兩種狀態分別表示打印機能不能使用。這個程序這樣寫，詳細解釋見注釋：

#include<iostream>#include<condition_variable>#include<vector>#include<thread>std::vector<std::thread> tv; //保存線程的情況std::condition_variable_any m_t; //條件變量std::mutex lock; //互斥鎖int i = 1; //打印機資源初始為1 表示可用void subi() { std::lock_guard<std::mutex> locker(lock); //使用之前先加鎖 while(i == 0){ //如果不可用 m_t.wait(lock); //將當前線程阻塞，注意：此時會釋放鎖 } i--; //使用打印機過程}void addi() { std::lock_guard<std::mutex> locker(lock); //同理，放棄使用的時候先加鎖 i++; //是資源變為可用 m_t.notify_all(); //通知其余阻塞的使用者可以使用了}void func(int j) { subi(); std::cout << "I am thread "<< j << " , i = " << i << std::endl; addi();}int main(int argc,char *argv[]){ for(int j = 0; j < 10 ; ++j) { std::thread t(func,j); tv.push_back(std::move(t)); } for(auto &thread : tv) { thread.join(); } return 0;}

測試情況應該是：每個進程輸出的i都為0，表示每個進程都在合理的使用打印機，沒有出現同時使用的情況，即i < 0的情況。

$ g++ condition.cpp -pthread //注意鏈接pthread

這里寫圖片描述