C++多线程访问原子类型，可以不加锁吗

时间: 2023-08-04 20:13:24 浏览: 266

c++线程加锁

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代码中的临界区变量（cs）就可以看作是变量s的锁，当函数EnterCriticalSection返回时，当前线程就获得了这把锁，之后就是对变量的访问了。访问完成后，调用LeaveCriticalSection表示释放这把锁，允许其他线程继续使用它。在多线程编程中，确保线程安全是至关重要的，特别是在共享数据的访问上。C++线程加锁机制提供了一种方式来防止多个线程同时访问临界资源，从而避免数据竞争和不一致的问题。在给定的描述中，我们看到通过Windows API中的临界区(CRITICAL_SECTION)来实现线程锁。临界区是一种同步原语，它允许一次只有一个线程进入，其他线程必须等待，直到持有锁的线程退出临界区。在C++中，你可以通过以下步骤使用临界区： 1. 初始化临界区：`InitializeCriticalSection(&cs)`，创建并初始化一个临界区对象。 2. 进入临界区：`EnterCriticalSection(&cs)`，这将获取锁，如果锁尚未被其他线程持有，当前线程会立即获得锁并进入临界区。如果有其他线程持有锁，当前线程会被阻塞，直到锁被释放。 3. 退出临界区：`LeaveCriticalSection(&cs)`，这将释放锁，允许其他等待的线程进入临界区。 4. 销毁临界区：`DeleteCriticalSection(&cs)`，在不再需要临界区时，应进行销毁以释放系统资源。为了简化管理和使用，我们可以将锁封装到一个类中，这种做法称为实例锁。例如，可以定义一个`InstanceLockBase`基类，其中包含临界区对象，并提供`Lock()`和`Unlock()`方法。这样，通过继承这个基类，我们可以在需要同步的类中自动管理锁的生命周期。 ```cpp class InstanceLockBase { CRITICAL_SECTION cs; protected: InstanceLockBase() { InitializeCriticalSection(&cs); } ~InstanceLockBase() { DeleteCriticalSection(&cs); } void Lock() { EnterCriticalSection(&cs); } void Unlock() { LeaveCriticalSection(&cs); } }; struct MyStruct : public InstanceLockBase { // ... }; ``` 然而，这种方法并不完全解决所有问题，因为`Lock()`和`Unlock()`仍然是可以单独调用的，可能导致未解锁的情况。为了解决这个问题，我们可以创建一个`InstanceLock`类，它在构造时锁定父类的临界区，在析构时解锁。这样，每次对`InstanceLock`对象的生命周期操作都会对应于一次加锁和解锁。 ```cpp class InstanceLock { InstanceLockBase* _pObj; public: InstanceLock(InstanceLockBase* pObj) : _pObj(pObj) { if (nullptr != _pObj) { _pObj->Lock(); } } ~InstanceLock() { if (nullptr != _pObj) { _pObj->Unlock(); } } }; // 在InstanceLockBase中声明InstanceLock为友元 class InstanceLockBase { // ... friend class InstanceLock; }; ``` 通过这种方式，我们确保了锁的自动管理，并且加锁和解锁操作总是成对出现。这种模式在C++中被称为智能指针的概念，这里的`InstanceLock`就像一个智能指针，负责管理临界区对象的生命周期和锁的状态。 C++线程加锁通过使用临界区和封装锁管理可以有效地解决并发访问共享资源的问题。在实际编程中，还可以考虑使用互斥量(Mutex)、读写锁(RWLock)等其他同步机制，根据具体需求选择合适的工具来保证线程安全。同时，避免长时间持有锁，以减少线程间的阻塞和提高系统效率。

可以的。C++11标准引入了原子类型，原子类型提供了一种线程安全的方式来访问一个变量。原子类型的操作是原子的，即一个操作在执行期间不会被其他线程打断。因此，多个线程可以安全地同时访问一个原子变量而不需要任何锁。当多个线程同时访问同一个非原子类型的变量时，需要使用锁来保证线程安全。但是当使用原子类型时，由于原子类型的操作是原子的，所以不需要使用锁来保证线程安全。

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C++多线程访问原子类型，可以不加锁吗

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