1. 并行基礎(chǔ)

std::thread 用于創(chuàng)建一個(gè)執(zhí)行的線程實(shí)例，所以它是一切并發(fā)編程的基礎(chǔ)，使用時(shí)需要包含 <thread> 頭文件， 它提供了很多基本的線程操作，例如 get_id() 來(lái)獲取所創(chuàng)建線程的線程 ID，使用 join() 來(lái)加入一個(gè)線程等等，例如：

#include <iostream>
#include <thread>
int main() {
    std::thread t([](){
        std::cout << "hello world." << std::endl;
    });
    t.join();
    return 0;
}

2. 互斥量與臨界區(qū)

我們?cè)诓僮飨到y(tǒng)、亦或是數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)知識(shí)中已經(jīng)了解過(guò)了有關(guān)并發(fā)技術(shù)的基本知識(shí)，mutex 就是其中的核心之一。 C++11 引入了 mutex 相關(guān)的類，其所有相關(guān)的函數(shù)都放在 <mutex> 頭文件中。

std::mutex 是 C++11 中最基本的 mutex 類，通過(guò)實(shí)例化 std::mutex 可以創(chuàng)建互斥量， 而通過(guò)其成員函數(shù) lock() 可以進(jìn)行上鎖，unlock() 可以進(jìn)行解鎖。 但是在實(shí)際編寫代碼的過(guò)程中，最好不去直接調(diào)用成員函數(shù)， 因?yàn)檎{(diào)用成員函數(shù)就需要在每個(gè)臨界區(qū)的出口處調(diào)用 unlock()，當(dāng)然，還包括異常。 這時(shí)候 C++11 還為互斥量提供了一個(gè) RAII 語(yǔ)法的模板類 std::lock_guard。 RAII 在不失代碼簡(jiǎn)潔性的同時(shí)，很好的保證了代碼的異常安全性。

在 RAII 用法下，對(duì)于臨界區(qū)的互斥量的創(chuàng)建只需要在作用域的開(kāi)始部分，例如：

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>
int v = 1;
void critical_section(int change_v) {
    static std::mutex mtx;
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
    // 執(zhí)行競(jìng)爭(zhēng)操作
    v = change_v;
    // 離開(kāi)此作用域后 mtx 會(huì)被釋放
}
int main() {
    std::thread t1(critical_section, 2), t2(critical_section, 3);
    t1.join();
    t2.join();
    std::cout << v << std::endl;
    return 0;
}

由于 C++ 保證了所有棧對(duì)象在生命周期結(jié)束時(shí)會(huì)被銷毀，所以這樣的代碼也是異常安全的。 無(wú)論 critical_section() 正常返回、還是在中途拋出異常，都會(huì)引發(fā)堆?；赝?，也就自動(dòng)調(diào)用了 unlock()。

而 std::unique_lock 則是相對(duì)于 std::lock_guard 出現(xiàn)的，std::unique_lock 更加靈活， std::unique_lock 的對(duì)象會(huì)以獨(dú)占所有權(quán)（沒(méi)有其他的 unique_lock 對(duì)象同時(shí)擁有某個(gè) mutex 對(duì)象的所有權(quán)） 的方式管理 mutex 對(duì)象上的上鎖和解鎖的操作。所以在并發(fā)編程中，推薦使用 std::unique_lock。

std::lock_guard 不能顯式的調(diào)用 lock 和 unlock， 而 std::unique_lock 可以在聲明后的任意位置調(diào)用， 可以縮小鎖的作用范圍，提供更高的并發(fā)度。

如果你用到了條件變量 std::condition_variable::wait 則必須使用 std::unique_lock 作為參數(shù)。

例如：

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>
int v = 1;
void critical_section(int change_v) {
    static std::mutex mtx;
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    // 執(zhí)行競(jìng)爭(zhēng)操作
    v = change_v;
    std::cout << v << std::endl;
    // 將鎖進(jìn)行釋放
    lock.unlock();
    // 在此期間，任何人都可以搶奪 v 的持有權(quán)
    // 開(kāi)始另一組競(jìng)爭(zhēng)操作，再次加鎖
    lock.lock();
    v += 1;
    std::cout << v << std::endl;
}
int main() {
    std::thread t1(critical_section, 2), t2(critical_section, 3);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

3. 期物

期物（Future）表現(xiàn)為 std::future，它提供了一個(gè)訪問(wèn)異步操作結(jié)果的途徑，這句話很不好理解。 為了理解這個(gè)特性，我們需要先理解一下在 C++11 之前的多線程行為。

試想，如果我們的主線程 A 希望新開(kāi)辟一個(gè)線程 B 去執(zhí)行某個(gè)我們預(yù)期的任務(wù)，并返回我一個(gè)結(jié)果。 而這時(shí)候，線程 A 可能正在忙其他的事情，無(wú)暇顧及 B 的結(jié)果， 所以我們會(huì)很自然的希望能夠在某個(gè)特定的時(shí)間獲得線程 B 的結(jié)果。

在 C++11 的 std::future 被引入之前，通常的做法是： 創(chuàng)建一個(gè)線程 A，在線程 A 里啟動(dòng)任務(wù) B，當(dāng)準(zhǔn)備完畢后發(fā)送一個(gè)事件，并將結(jié)果保存在全局變量中。 而主函數(shù)線程 A 里正在做其他的事情，當(dāng)需要結(jié)果的時(shí)候，調(diào)用一個(gè)線程等待函數(shù)來(lái)獲得執(zhí)行的結(jié)果。

而 C++11 提供的 std::future 簡(jiǎn)化了這個(gè)流程，可以用來(lái)獲取異步任務(wù)的結(jié)果。 自然地，我們很容易能夠想象到把它作為一種簡(jiǎn)單的線程同步手段，即屏障（barrier）。

為了看一個(gè)例子，我們這里額外使用 std::packaged_task，它可以用來(lái)封裝任何可以調(diào)用的目標(biāo)，從而用于實(shí)現(xiàn)異步的調(diào)用。 舉例來(lái)說(shuō)：

#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>
int main() {
    // 將一個(gè)返回值為7的 lambda 表達(dá)式封裝到 task 中
    // std::packaged_task 的模板參數(shù)為要封裝函數(shù)的類型
    std::packaged_task<int()> task([](){return 7;});
    // 獲得 task 的期物
    std::future<int> result = task.get_future(); // 在一個(gè)線程中執(zhí)行 task
    std::thread(std::move(task)).detach();
    std::cout << "waiting...";
    result.wait(); // 在此設(shè)置屏障，阻塞到期物的完成
    // 輸出執(zhí)行結(jié)果
    std::cout << "done!" << std:: endl << "future result is "
              << result.get() << std::endl;
    return 0;
}

在封裝好要調(diào)用的目標(biāo)后，可以使用 get_future() 來(lái)獲得一個(gè) std::future 對(duì)象，以便之后實(shí)施線程同步。

4. 條件變量

條件變量 std::condition_variable 是為了解決死鎖而生，當(dāng)互斥操作不夠用而引入的。 比如，線程可能需要等待某個(gè)條件為真才能繼續(xù)執(zhí)行， 而一個(gè)忙等待循環(huán)中可能會(huì)導(dǎo)致所有其他線程都無(wú)法進(jìn)入臨界區(qū)使得條件為真時(shí)，就會(huì)發(fā)生死鎖。 所以，condition_variable 實(shí)例被創(chuàng)建出現(xiàn)主要就是用于喚醒等待線程從而避免死鎖。 std::condition_variable的 notify_one() 用于喚醒一個(gè)線程； notify_all() 則是通知所有線程。下面是一個(gè)生產(chǎn)者和消費(fèi)者模型的例子：

#include <queue>
#include <chrono>
#include <mutex>
#include <thread>
#include <iostream>
#include <condition_variable>
int main() {
    std::queue<int> produced_nums;
    std::mutex mtx;
    std::condition_variable cv;
    bool notified = false;  // 通知信號(hào)
    // 生產(chǎn)者
    auto producer = [&]() {
        for (int i = 0; ; i++) {
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(900));
            std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
            std::cout << "producing " << i << std::endl;
            produced_nums.push(i);
            notified = true;
            cv.notify_all(); // 此處也可以使用 notify_one
        }
    };
    // 消費(fèi)者
    auto consumer = [&]() {
        while (true) {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
            while (!notified) {  // 避免虛假喚醒
                cv.wait(lock);
            }
            // 短暫取消鎖，使得生產(chǎn)者有機(jī)會(huì)在消費(fèi)者消費(fèi)空前繼續(xù)生產(chǎn)
            lock.unlock();
            // 消費(fèi)者慢于生產(chǎn)者
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
            lock.lock();
            while (!produced_nums.empty()) {
                std::cout << "consuming " << produced_nums.front() << std::endl;
                produced_nums.pop();
            }
            notified = false;
        }
    };
    // 分別在不同的線程中運(yùn)行
    std::thread p(producer);
    std::thread cs[2];
    for (int i = 0; i < 2; ++i) {
        cs[i] = std::thread(consumer);
    }
    p.join();
    for (int i = 0; i < 2; ++i) {
        cs[i].join();
    }
    return 0;
}

值得一提的是，在生產(chǎn)者中我們雖然可以使用 notify_one()，但實(shí)際上并不建議在此處使用， 因?yàn)樵诙嘞M(fèi)者的情況下，我們的消費(fèi)者實(shí)現(xiàn)中簡(jiǎn)單放棄了鎖的持有，這使得可能讓其他消費(fèi)者 爭(zhēng)奪此鎖，從而更好的利用多個(gè)消費(fèi)者之間的并發(fā)。話雖如此，但實(shí)際上因?yàn)?std::mutex 的排他性， 我們根本無(wú)法期待多個(gè)消費(fèi)者能真正意義上的并行消費(fèi)隊(duì)列的中生產(chǎn)的內(nèi)容，我們?nèi)孕枰６雀?xì)的手段。

5. 原子操作與內(nèi)存模型

細(xì)心的讀者可能會(huì)對(duì)前一小節(jié)中生產(chǎn)者消費(fèi)者模型的例子可能存在編譯器優(yōu)化導(dǎo)致程序出錯(cuò)的情況產(chǎn)生疑惑。 例如，布爾值 notified 沒(méi)有被 volatile 修飾，編譯器可能對(duì)此變量存在優(yōu)化，例如將其作為一個(gè)寄存器的值， 從而導(dǎo)致消費(fèi)者線程永遠(yuǎn)無(wú)法觀察到此值的變化。這是一個(gè)好問(wèn)題，為了解釋清楚這個(gè)問(wèn)題，我們需要進(jìn)一步討論 從 C++ 11 起引入的內(nèi)存模型這一概念。我們首先來(lái)看一個(gè)問(wèn)題，下面這段代碼輸出結(jié)果是多少？

#include <thread>
#include <iostream>
int main() {
    int a = 0;
    int flag = 0;
    std::thread t1([&]() {
        while (flag != 1);
        int b = a;
        std::cout << "b = " << b << std::endl;
    });
    std::thread t2([&]() {
        a = 5;
        flag = 1;
    });
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

從直觀上看，t2 中 a = 5; 這一條語(yǔ)句似乎總在 flag = 1; 之前得到執(zhí)行，而 t1 中 while (flag != 1) 似乎保證了 std::cout << "b = " << b << std::endl; 不會(huì)再標(biāo)記被改變前執(zhí)行。從邏輯上看，似乎 b 的值應(yīng)該等于 5。 但實(shí)際情況遠(yuǎn)比此復(fù)雜得多，或者說(shuō)這段代碼本身屬于未定義的行為，因?yàn)閷?duì)于 a 和 flag 而言，他們?cè)趦蓚€(gè)并行的線程中被讀寫， 出現(xiàn)了競(jìng)爭(zhēng)。除此之外，即便我們忽略競(jìng)爭(zhēng)讀寫，仍然可能受 CPU 的亂序執(zhí)行，編譯器對(duì)指令的重排的影響， 導(dǎo)致 a = 5 發(fā)生在 flag = 1 之后。從而 b 可能輸出 0。

5.1原子操作

std::mutex 可以解決上面出現(xiàn)的并發(fā)讀寫的問(wèn)題，但互斥鎖是操作系統(tǒng)級(jí)的功能， 這是因?yàn)橐粋€(gè)互斥鎖的實(shí)現(xiàn)通常包含兩條基本原理：

提供線程間自動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，即『鎖住』這個(gè)狀態(tài)

保障在互斥鎖操作期間，所操作變量的內(nèi)存與臨界區(qū)外進(jìn)行隔離

這是一組非常強(qiáng)的同步條件，換句話說(shuō)當(dāng)最終編譯為 CPU 指令時(shí)會(huì)表現(xiàn)為非常多的指令（我們之后再來(lái)看如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的互斥鎖）。 這對(duì)于一個(gè)僅需原子級(jí)操作（沒(méi)有中間態(tài)）的變量，似乎太苛刻了。

關(guān)于同步條件的研究有著非常久遠(yuǎn)的歷史，我們?cè)谶@里不進(jìn)行贅述。讀者應(yīng)該明白，現(xiàn)代 CPU 體系結(jié)構(gòu)提供了 CPU 指令級(jí)的原子操作， 因此在 C++11 中多線程下共享變量的讀寫這一問(wèn)題上，還引入了 std::atomic 模板，使得我們實(shí)例化一個(gè)原子類型，將一個(gè) 原子類型讀寫操作從一組指令，最小化到單個(gè) CPU 指令。例如：

std::atomic<int> counter;

并為整數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)的原子類型提供了基本的數(shù)值成員函數(shù)，舉例來(lái)說(shuō)， 包括 fetch_add, fetch_sub 等，同時(shí)通過(guò)重載方便的提供了對(duì)應(yīng)的 +，- 版本。 比如下面的例子：

#include <atomic>
#include <thread>
#include <iostream>
std::atomic<int> count = {0};
int main() {
    std::thread t1([](){
        count.fetch_add(1);
    });
    std::thread t2([](){
        count++;        // 等價(jià)于 fetch_add
        count += 1;     // 等價(jià)于 fetch_add
    });
    t1.join();
    t2.join();
    std::cout << count << std::endl;
    return 0;
}

當(dāng)然，并非所有的類型都能提供原子操作，這是因?yàn)樵硬僮鞯目尚行匀Q于具體的 CPU 架構(gòu)，以及所實(shí)例化的類型結(jié)構(gòu)是否能夠滿足該 CPU 架構(gòu)對(duì)內(nèi)存對(duì)齊 條件的要求，因而我們總是可以通過(guò) std::atomic<T>::is_lock_free 來(lái)檢查該原子類型是否需支持原子操作，例如：

#include <atomic>
#include <iostream>
struct A {
    float x;
    int y;
    long long z;
};
int main() {
    std::atomic<A> a;
    std::cout << std::boolalpha << a.is_lock_free() << std::endl;
    return 0;
}

5.2一致性模型

并行執(zhí)行的多個(gè)線程，從某種宏觀層面上討論，可以粗略的視為一種分布式系統(tǒng)。 在分布式系統(tǒng)中，任何通信乃至本地操作都需要消耗一定時(shí)間，甚至出現(xiàn)不可靠的通信。

如果我們強(qiáng)行將一個(gè)變量 v 在多個(gè)線程之間的操作設(shè)為原子操作，即任何一個(gè)線程在操作完 v 后， 其他線程均能同步感知到 v 的變化，則對(duì)于變量 v 而言，表現(xiàn)為順序執(zhí)行的程序，它并沒(méi)有由于引入多線程 而得到任何效率上的收益。對(duì)此有什么辦法能夠適當(dāng)?shù)募铀倌?？答案便是削弱原子操作的在進(jìn)程間的同步條件。

從原理上看，每個(gè)線程可以對(duì)應(yīng)為一個(gè)集群節(jié)點(diǎn)，而線程間的通信也幾乎等價(jià)于集群節(jié)點(diǎn)間的通信。 削弱進(jìn)程間的同步條件，通常我們會(huì)考慮四種不同的一致性模型：

線性一致性：又稱強(qiáng)一致性或原子一致性。它要求任何一次讀操作都能讀到某個(gè)數(shù)據(jù)的最近一次寫的數(shù)據(jù)，并且所有線程的操作順序與全局時(shí)鐘下的順序是一致的。

        x.store(1)      x.load()
T1 ---------+----------------+------>
T2 -------------------+------------->
                x.store(2)

在這種情況下線程 T1, T2 對(duì) x 的兩次寫操作是原子的，且 x.store(1) 是嚴(yán)格的發(fā)生在 x.store(2) 之前，x.store(2) 嚴(yán)格的發(fā)生在 x.load() 之前。 值得一提的是，線性一致性對(duì)全局時(shí)鐘的要求是難以實(shí)現(xiàn)的，這也是人們不斷研究比這個(gè)一致性更弱條件下其他一致性的算法的原因。

順序一致性：同樣要求任何一次讀操作都能讀到數(shù)據(jù)最近一次寫入的數(shù)據(jù)，但未要求與全局時(shí)鐘的順序一致。

        x.store(1)  x.store(3)   x.load()
T1 ---------+-----------+----------+----->
T2 ---------------+---------------------->
              x.store(2)

或者

        x.store(1)  x.store(3)   x.load()
T1 ---------+-----------+----------+----->
T2 ------+------------------------------->
      x.store(2)

在順序一致性的要求下，x.load() 必須讀到最近一次寫入的數(shù)據(jù)，因此 x.store(2) 與 x.store(1) 并無(wú)任何先后保障，即 只要 T2 的 x.store(2) 發(fā)生在 x.store(3) 之前即可。

因果一致性：它的要求進(jìn)一步降低，只需要有因果關(guān)系的操作順序得到保障，而非因果關(guān)系的操作順序則不做要求。

      a = 1      b = 2
T1 ----+-----------+---------------------------->
T2 ------+--------------------+--------+-------->
      x.store(3)         c = a + b    y.load()

或者

      a = 1      b = 2
T1 ----+-----------+---------------------------->
T2 ------+--------------------+--------+-------->
      x.store(3)          y.load()   c = a + b

亦或者

     b = 2       a = 1
T1 ----+-----------+---------------------------->
T2 ------+--------------------+--------+-------->
      y.load()            c = a + b  x.store(3)

上面給出的三種例子都是屬于因果一致的，因?yàn)檎麄€(gè)過(guò)程中，只有 c 對(duì) a 和 b 產(chǎn)生依賴，而 x 和 y 在此例子中表現(xiàn)為沒(méi)有關(guān)系（但實(shí)際情況中我們需要更詳細(xì)的信息才能確定 x 與 y 確實(shí)無(wú)關(guān)）

最終一致性：是最弱的一致性要求，它只保障某個(gè)操作在未來(lái)的某個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上會(huì)被觀察到，但并未要求被觀察到的時(shí)間。因此我們甚至可以對(duì)此條件稍作加強(qiáng)，例如規(guī)定某個(gè)操作被觀察到的時(shí)間總是有界的。當(dāng)然這已經(jīng)不在我們的討論范圍之內(nèi)了。

    x.store(3)  x.store(4)
T1 ----+-----------+-------------------------------------------->
T2 ---------+------------+--------------------+--------+-------->
         x.read      x.read()           x.read()   x.read()

在上面的情況中，如果我們假設(shè) x 的初始值為 0，則 T2 中四次 x.read() 結(jié)果可能但不限于以下情況：

3 4 4 4 // x 的寫操作被很快觀察到

0 3 3 4 // x 的寫操作被觀察到的時(shí)間存在一定延遲

0 0 0 4 // 最后一次讀操作讀到了 x 的最終值，但此前的變化并未觀察到

0 0 0 0 // 在當(dāng)前時(shí)間段內(nèi) x 的寫操作均未被觀察到，

// 但未來(lái)某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上一定能觀察到 x 為 4 的情況

5.3內(nèi)存順序

為了追求極致的性能，實(shí)現(xiàn)各種強(qiáng)度要求的一致性，C++11 為原子操作定義了六種不同的內(nèi)存順序 std::memory_order 的選項(xiàng)，表達(dá)了四種多線程間的同步模型：

寬松模型：在此模型下，單個(gè)線程內(nèi)的原子操作都是順序執(zhí)行的，不允許指令重排，但不同線程間原子操作的順序是任意的。類型通過(guò) std::memory_order_relaxed 指定。我們來(lái)看一個(gè)例子：

std::atomic<int> counter = {0};
std::vector<std::thread> vt;
for (int i = 0; i < 100; ++i) {
    vt.emplace_back([&](){
        counter.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
    });
}
for (auto& t : vt) {
    t.join();
}
std::cout << "current counter:" << counter << std::endl;

釋放/消費(fèi)模型：在此模型中，我們開(kāi)始限制進(jìn)程間的操作順序，如果某個(gè)線程需要修改某個(gè)值，但另一個(gè)線程會(huì)對(duì)該值的某次操作產(chǎn)生依賴，即后者依賴前者。具體而言，線程 A 完成了三次對(duì) x 的寫操作，線程 B 僅依賴其中第三次 x 的寫操作，與 x 的前兩次寫行為無(wú)關(guān)，則當(dāng) A 主動(dòng) x.release() 時(shí)候（即使用 std::memory_order_release），選項(xiàng) std::memory_order_consume 能夠確保 B 在調(diào)用 x.load() 時(shí)候觀察到 A 中第三次對(duì) x 的寫操作。我們來(lái)看一個(gè)例子：

// 初始化為 nullptr 防止 consumer 線程從野指針進(jìn)行讀取
std::atomic<int*> ptr(nullptr);
int v;
std::thread producer([&]() {
    int* p = new int(42);
    v = 1024;
    ptr.store(p, std::memory_order_release);
});
std::thread consumer([&]() {
    int* p;
    while(!(p = ptr.load(std::memory_order_consume)));
    std::cout << "p: " << *p << std::endl;
    std::cout << "v: " << v << std::endl;
});
producer.join();
consumer.join();

釋放/獲取模型：在此模型下，我們可以進(jìn)一步加緊對(duì)不同線程間原子操作的順序的限制，在釋放 std::memory_order_release 和獲取 std::memory_order_acquire 之間規(guī)定時(shí)序，即發(fā)生在釋放（release）操作之前的所有寫操作，對(duì)其他線程的任何獲?。╝cquire）操作都是可見(jiàn)的，亦即發(fā)生順序（happens-before）。

可以看到，std::memory_order_release 確保了它之前的寫操作不會(huì)發(fā)生在釋放操作之后，是一個(gè)向后的屏障（backward），而 std::memory_order_acquire 確保了它之前的寫行為不會(huì)發(fā)生在該獲取操作之后，是一個(gè)向前的屏障（forward）。對(duì)于選項(xiàng) std::memory_order_acq_rel 而言，則結(jié)合了這兩者的特點(diǎn)，唯一確定了一個(gè)內(nèi)存屏障，使得當(dāng)前線程對(duì)內(nèi)存的讀寫不會(huì)被重排并越過(guò)此操作的前后：

我們來(lái)看一個(gè)例子：

std::vector<int> v;
std::atomic<int> flag = {0};
std::thread release([&]() {
    v.push_back(42);
    flag.store(1, std::memory_order_release);
});
std::thread acqrel([&]() {
    int expected = 1; // must before compare_exchange_strong
    while(!flag.compare_exchange_strong(expected, 2, std::memory_order_acq_rel))
        expected = 1; // must after compare_exchange_strong
    // flag has changed to 2
});
std::thread acquire([&]() {
    while(flag.load(std::memory_order_acquire) < 2);
    std::cout << v.at(0) << std::endl; // must be 42
});
release.join();
acqrel.join();
acquire.join();

在此例中我們使用了 compare_exchange_strong 比較交換原語(yǔ)（Compare-and-swap primitive），它有一個(gè)更弱的版本，即 compare_exchange_weak，它允許即便交換成功，也仍然返回 false 失敗。其原因是因?yàn)樵谀承┢脚_(tái)上虛假故障導(dǎo)致的，具體而言，當(dāng) CPU 進(jìn)行上下文切換時(shí)，另一線程加載同一地址產(chǎn)生的不一致。除此之外，compare_exchange_strong 的性能可能稍差于 compare_exchange_weak，但大部分情況下，鑒于其使用的復(fù)雜度而言，compare_exchange_weak 應(yīng)該被有限考慮。

順序一致模型：在此模型下，原子操作滿足順序一致性，進(jìn)而可能對(duì)性能產(chǎn)生損耗?？娠@式的通過(guò) std::memory_order_seq_cst 進(jìn)行指定。最后來(lái)看一個(gè)例子：
std::atomic<int> counter = {0};
std::vector<std::thread> vt;
for (int i = 0; i < 100; ++i) {
    vt.emplace_back([&](){
        counter.fetch_add(1, std::memory_order_seq_cst);
    });
}
for (auto& t : vt) {
    t.join();
}
std::cout << "current counter:" << counter << std::endl;

這個(gè)例子與第一個(gè)寬松模型的例子本質(zhì)上沒(méi)有區(qū)別，僅僅只是將原子操作的內(nèi)存順序修改為了 memory_order_seq_cst，有興趣的讀者可以自行編寫程序測(cè)量這兩種不同內(nèi)存順序?qū)е碌男阅懿町悺?/p>

到此這篇關(guān)于C++中的并行與并發(fā)基礎(chǔ)與使用詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++并行與并發(fā)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評(píng)論