C++ 并发编程：使用原子类和内存屏障保障并发安全
在多线程环境中，并发编程是处理共享资源的常见技术。然而，如果不采取适当的措施，并发访问可能会导致数据竞争和内存可见性问题。为了解决这些问题，C++ 提供了原子类和内存屏障。
原子类
原子类是一种封装了基本类型的特殊类，可确保即使在多线程环境中，对其实例的访问也具有原子性。这避免了在读写共享变量时发生数据竞争。
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内存屏障
内存屏障是一种特殊指令，用于在不同线程之间强制作序。它们可确保在屏障之前执行的所有内存访问在屏障之后对其可见。C++ 中提供了四种类型的内存屏障：
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memory_order_acquire：禁止乱序访问，并确保屏障之前的所有写入都对所有线程可见。 -
memory_order_release：禁止乱序访问，并确保屏障之后的所有读取都会获取之前的所有写入。 -
memory_order_acq_rel：结合memory_order_acquire和memory_order_release的功能。 -
memory_order_seq_cst：最严格的屏障，可确保所有程序顺序。
实战案例
考虑以下示例，其中两个线程共享一个计数器：
// 原子计数器 std::atomiccounter; void thread1() { // ... counter.fetch_add(1, std::memory_order_release); // ... } void thread2() { // ... int value = counter.load(std::memory_order_acquire); // ... }
在 thread1 中，fetch_add 操作使用 memory_order_release 屏障，确保对 counter 的写入在所有线程中都可见。在 thread2 中，load 操作使用 memory_order_acquire 屏障，确保在读取 counter 之前获取所有以前对 counter 的写入。这消除了数据竞争和内存可见性问题。
注意
内存屏障可能会降低性能。因此，仅在必要时才使用它们。此外，始终使用 std::memory_order_seq_cst 来保证最高的内存可见性，但它也是性能开销最大的。
