C++ 函数在并发编程中如何进行状态管理？

在 c++++ 并发编程中管理函数状态的常见技术包括：线程局部存储 (tls) 允许每个线程维护自己的独立变量副本。原子变量允许在多线程环境中以原子方式读写共享变量。互斥锁通过防止多个线程同时执行关键部分来确保状态一致性。

C++ 函数在并发编程中进行状态管理

在多线程编程中，并发函数经常需要管理自身的状态。为了确保数据的一致性和正确性，状态管理至关重要。本文将探讨在 C++ 并发编程中管理函数状态的常见技术。

线程局部存储 (TLS)

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TLS 允许每个线程拥有自己独立的变量副本。这对于需要维护每个线程特定状态的函数非常有用。以下是使用 TLS 的示例：

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#include 

// 定义线程局部变量
thread_local int thread_counter;

// 并发函数
void increment_counter() {
  ++thread_counter;
  std::cout << "Current counter: " << thread_counter << std::endl;
}

int main() {
  // 创建多个线程并执行并发函数
  std::vector threads;
  for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    threads.emplace_back(increment_counter);
  }

  // 等待所有线程完成
  for (auto& thread : threads) {
    thread.join();
  }

  return 0;
}

原子变量

原子变量允许在多线程环境中以原子方式读写共享变量。这可以防止状态出现竞争条件和数据损坏。以下是如何使用 std::atomic 原子变量：

#include 

// 定义原子变量
std::atomic counter;

// 并发函数
void increment_counter() {
  ++counter;
  std::cout << "Current counter: " << counter << std::endl;
}

int main() {
  // 创建多个线程并执行并发函数
  std::vector threads;
  for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    threads.emplace_back(increment_counter);
  }

  // 等待所有线程完成
  for (auto& thread : threads) {
    thread.join();
  }

  return 0;
}

互斥锁

互斥锁用于控制对共享资源的访问。它们通过防止多个线程同时执行关键部分来确保状态的一致性。以下是如何使用 std::mutex 互斥锁：

#include 

// 定义互斥锁
std::mutex counter_lock;

// 并发函数
void increment_counter() {
  // 获得锁
  std::lock_guard lock(counter_lock);

  // 读写共享状态
  ++counter;
  std::cout << "Current counter: " << counter << std::endl;
}

int main() {
  // 创建多个线程并执行并发函数
  std::vector threads;
  for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    threads.emplace_back(increment_counter);
  }

  // 等待所有线程完成
  for (auto& thread : threads) {
    thread.join();
  }

  return 0;
}