C++ 函数在并发编程中的互斥和临界区实现？

在并发编程中，互斥和临界区用于防止数据竞争。互斥是一个数据结构，允许一次只有一个线程访问共享资源，具体实现如下：定义一个带有原子标记的 mutex 类。使用 test_and_set() 方法加锁，并使用 clear() 方法解锁。临界区是一段代码，一次只能有一个线程执行，具体实现如下：声明一个互斥量。使用 lock_guard 包装器在临界区中访问共享资源。

C++ 函数在并发编程中的互斥和临界区实现

在并发编程中，当多个线程同时访问共享资源时，需要防止数据竞争并确保数据的一致性。互斥和临界区是实现此目的的两种常见方法。

互斥

互斥是一种数据结构，它确保一次只有一个线程可以访问共享资源。互斥的实现通常使用以下方法：

class Mutex {
private:
    std::atomic_flag flag;

public:
    void lock() {
        while (flag.test_and_set(std::memory_order_acquire));
    }

    void unlock() {
        flag.clear(std::memory_order_release);
    }
};

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临界区

临界区是代码的一段，在任何给定时刻，只有一个线程可以执行该代码。临界区的实现通常使用以下语法：

std::mutex mutex;

void critical_section() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
    // 共享资源的访问
}

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实战案例

考虑一个包含共享计数器的程序，多个线程可以同时对其进行增量。使用互斥保护计数器：

Mutex counter_mutex;
int counter = 0;

void increment_counter() {
    counter_mutex.lock();
    counter++;
    counter_mutex.unlock();
}

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使用临界区保护计数器：

std::mutex counter_mutex;

void increment_counter() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(counter_mutex);
    counter++;
}

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使用互斥或临界区可以确保只有一个线程同时修改计数器，从而防止数据竞争。正确的选择取决于具体应用程序的性能和复杂性要求。

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