C++11并發(fā)編程關(guān)于原子操作atomic的代碼示例

來源：本站原創(chuàng)|時間：2020-01-10|欄目：C語言|點擊：次

一：概述

項目中經(jīng)常用遇到多線程操作共享數(shù)據(jù)問題，常用的處理方式是對共享數(shù)據(jù)進行加鎖，如果多線程操作共享變量也同樣采用這種方式。

為什么要對共享變量加鎖或使用原子操作？如兩個線程操作同一變量過程中，一個線程執(zhí)行過程中可能被內(nèi)核臨時掛起，這就是線程切換，當(dāng)內(nèi)核再次切換到該線程時，之前的數(shù)據(jù)可能已被修改，不能保證原子操作。

C++11提供了個原子的類和方法atomic，保證了多線程對變量原子性操作，相比加鎖機制mutex.lock()，mutex.unlock()，性能有幾倍的提升。

所需頭文件<atomic>

二：錯誤代碼

//全局變量
int g_num = 0;
void fun()
{
  for (int i = 0; i < 10000000; i++)
  {
    g_num++;
  }
  return ;
}
int main()
{
  //創(chuàng)建線程1
  thread t1(fun);
  //創(chuàng)建線程2
  thread t2(fun);
  t1.join();
  t2.join();
  cout << g_num << endl;
  getchar();
  return 1;
}

應(yīng)該輸出結(jié)果20000000，實際每次結(jié)果都不一樣，總是小于該值，正是由于多線程操作同一變量而沒有保證原子性導(dǎo)致的。

三：加鎖代碼

//全局變量
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()
{
  //獲取當(dāng)前毫秒時間戳
  typedef chrono::time_point<chrono::system_clock, chrono::milliseconds> microClock_type;
  microClock_type tp1 = chrono::time_point_cast<chrono::milliseconds>(chrono::system_clock::now());
  long long time1 = tp1.time_since_epoch().count();
  //創(chuàng)建線程
  thread t1(fun);
  thread t2(fun);
  t1.join();
  t2.join();
  cout << "總數(shù)：" << g_num << endl;
  //獲取當(dāng)前毫秒時間戳
  microClock_type tp2 = chrono::time_point_cast<chrono::milliseconds>(chrono::system_clock::now());
  long long time2 = tp2.time_since_epoch().count();
  cout << "耗時：" << time2 - time1 << "ms" << endl;
  getchar();
  return 1;
}

執(zhí)行結(jié)果：多次測試輸出均為20000000，耗時在3.8s左右

四：atomic原子操作代碼

//全局變量
atomic<int> g_num = 0;
void fun()
{
  for (int i = 0; i < 10000000; i++)
  {
    g_num++;
  }
  return ;
}
int main()
{
  //獲取當(dāng)前毫秒時間戳
  typedef chrono::time_point<chrono::system_clock, chrono::milliseconds> microClock_type;
  microClock_type tp1 = chrono::time_point_cast<chrono::milliseconds>(chrono::system_clock::now());
  long long time1 = tp1.time_since_epoch().count();
  //創(chuàng)建線程
  thread t1(fun);
  thread t2(fun);
  t1.join();
  t2.join();
  cout << "總數(shù)：" << g_num << endl;
  //獲取當(dāng)前毫秒時間戳
  microClock_type tp2 = chrono::time_point_cast<chrono::milliseconds>(chrono::system_clock::now());
  long long time2 = tp2.time_since_epoch().count();
  cout << "耗時：" << time2 - time1 << "ms" << endl;
  getchar();
  return 1;
}

執(zhí)行結(jié)果：多次測試輸出均為20000000，耗時在1.3s左右

五：小結(jié)

c++11的原子類atomic相比使用加鎖機制性能有2~3倍提升，對于共享變量能用原子類型的就不要再用加鎖機制了。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，謝謝大家對我們的支持。如果你想了解更多相關(guān)內(nèi)容請查看下面相關(guān)鏈接

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