Linux环境下C++多线程编程，线程同步至关重要。本文将介绍几种常用的同步方法：
一、互斥锁 (Mutex)
互斥锁是基础的同步机制，用于保护共享资源，防止数据竞争。
#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
std::mutex mtx; // 全局互斥锁
void print_block(int n, char c) {
mtx.lock(); // 加锁
for (int i = 0; i < n; ++i) {
std::cout << c;
}
mtx.unlock(); // 解锁
}
int main() {
std::thread th1(print_block, 50, '*');
std::thread th2(print_block, 50, '$');
th1.join();
th2.join();
return 0;
}
二、条件变量 (Condition Variable)
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条件变量实现线程间的等待和通知。
#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;
void print_id(int id) {
std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
cv.wait(lck, []{return ready;}); // 等待条件满足
std::cout << "thread " << id << std::endl;
}
void go() {
std::lock_guard<std::mutex> lck(mtx);
ready = true;
cv.notify_all(); // 通知所有等待线程
}
int main() {
std::thread threads[10];
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
threads[i] = std::thread(print_id, i);
}
go();
for (auto& th : threads) {
th.join();
}
return 0;
}
三、信号量 (Semaphore)
信号量是更高级的同步机制，控制对共享资源的访问次数。
#include <iostream>
#include <thread>
#include <semaphore>
std::binary_semaphore sem(0); // 二进制信号量
void print_block(int n, char c) {
sem.acquire(); // 等待信号量
for (int i = 0; i < n; ++i) {
std::cout << c;
}
}
void go() {
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); // 模拟任务
sem.release(); // 释放信号量
}
int main() {
std::thread th1(print_block, 50, '*');
std::thread th2(print_block, 50, '$');
std::thread t(go);
th1.join();
th2.join();
t.join();
return 0;
}
四、原子操作 (Atomic Operations)
原子操作无需锁即可保证线程安全。
#include <iostream>
#include <thread>
#include <atomic>
std::atomic<int> counter(0);
void increment() {
for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
++counter;
}
}
int main() {
std::thread t1(increment);
std::thread t2(increment);
t1.join();
t2.join();
std::cout << counter << std::endl;
return 0;
}
五、屏障 (Barrier)
屏障确保多个线程在特定点同步。
#include <iostream>
#include <thread>
#include <barrier>
std::barrier bar(2); // 创建一个屏障，等待两个线程
void print_hello() {
std::cout << "Hello ";
bar.wait(); // 等待屏障
std::cout << "World!" << std::endl;
}
int main() {
std::thread t1(print_hello);
std::thread t2(print_hello);
t1.join();
t2.join();
return 0;
}
选择合适的同步机制取决于具体应用场景。 以上示例代码仅供参考，实际应用中可能需要更复杂的同步策略。
