C# · 12月 20, 2021

C++11并发编程关于原子操作atomic的代码示例

一:概述

项目中经常用遇到多线程操作共享数据问题,常用的处理方式是对共享数据进行加锁,如果多线程操作共享变量也同样采用这种方式。

为什么要对共享变量加锁或使用原子操作?如两个线程操作同一变量过程中,一个线程执行过程中可能被内核临时挂起,这就是线程切换,当内核再次切换到该线程时,之前的数据可能已被修改,不能保证原子操作。

C++11提供了个原子的类和方法atomic,保证了多线程对变量原子性操作,相比加锁机制mutex.lock(),mutex.unlock(),性能有几倍的提升。

所需头文件

二:错误代码

//全局变量

int g_num = 0;

void fun()

{

for (int i = 0; i < 10000000; i++)

{

g_num++;

}

return ;

}

int main()

{

//创建线程1

thread t1(fun);

//创建线程2

thread t2(fun);

t1.join();

t2.join();

cout << g_num << endl;

getchar();

return 1;

}

应该输出结果20000000,实际每次结果都不一样,总是小于该值,正是由于多线程操作同一变量而没有保证原子性导致的。

三:加锁代码

//全局变量

int g_num = 0;

mutex m_mutex;

void fun()

{

for (int i = 0; i < 10000000; i++)

{

m_mutex.lock();

g_num++;

m_mutex.unlock();

}

return ;

}

int main()

{

//获取当前毫秒时间戳

typedef chrono::time_point microClock_type;

microClock_type tp1 = chrono::time_point_cast(chrono::system_clock::Now());

long long time1 = tp1.time_since_epoch().count();

//创建线程

thread t1(fun);

thread t2(fun);

t1.join();

t2.join();

cout << "总数:" << g_num << endl;

//获取当前毫秒时间戳

microClock_type tp2 = chrono::time_point_cast(chrono::system_clock::Now());

long long time2 = tp2.time_since_epoch().count();

cout << "耗时:" << time2 – time1 << "ms" << endl;

getchar();

return 1;

}

执行结果:多次测试输出均为20000000,耗时在3.8s左右

四:atomic原子操作代码

//全局变量

atomic g_num = 0;

void fun()

{

for (int i = 0; i < 10000000; i++)

{

g_num++;

}

return ;

}

int main()

{

//获取当前毫秒时间戳

typedef chrono::time_point microClock_type;

microClock_type tp1 = chrono::time_point_cast(chrono::system_clock::Now());

long long time1 = tp1.time_since_epoch().count();

//创建线程

thread t1(fun);

thread t2(fun);

t1.join();

t2.join();

cout << "总数:" << g_num << endl;

//获取当前毫秒时间戳

microClock_type tp2 = chrono::time_point_cast(chrono::system_clock::Now());

long long time2 = tp2.time_since_epoch().count();

cout << "耗时:" << time2 – time1 << "ms" << endl;

getchar();

return 1;

}

执行结果:多次测试输出均为20000000,耗时在1.3s左右

五:小结

c++11的原子类atomic相比使用加锁机制性能有2~3倍提升,对于共享变量能用原子类型的就不要再用加锁机制了。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,谢谢大家对的支持。如果你想了解更多相关内容请查看下面相关链接