Keadaan kaum dan kebuntuan adalah masalah kesesuaian yang biasa dalam pengaturcaraan multithread. 1. Keadaan perlumbaan merujuk kepada pelbagai benang mengakses dan mengubahsuai sumber yang dikongsi pada masa yang sama, mengakibatkan tingkah laku yang tidak dapat diramalkan. Penyelesaian termasuk menggunakan STD :: mutex untuk melindungi kawasan kritikal atau menggunakan pembolehubah atom STD :: untuk melaksanakan operasi atom; 2. Deadlock berlaku apabila beberapa benang sedang menunggu satu sama lain untuk mengunci satu sama lain. Strategi pencegahan termasuk perintah mengunci bersatu, menggunakan STD :: Lock untuk mengunci beberapa kunci sekaligus, elakkan mengunci bersarang, dan mengadopsi kelas pengurusan RAII Lock; 3.

C Multi-threaded pengaturcaraan memang berkuasa, tetapi juga mudah untuk memperkenalkan masalah keserasian. Dua yang paling biasa adalah keadaan kaum dan kebuntuan . Apabila kedua -dua masalah ini timbul, mereka sering sukar untuk menghasilkan semula, dan ia juga sakit kepala untuk debug. Oleh itu, memahami sebab mereka dan bagaimana untuk mengelakkannya adalah kunci untuk menulis program multithreaded yang stabil.

Apakah keadaan perlumbaan? Bagaimana menyelesaikannya?

Keadaan kaum merujuk kepada pelbagai benang yang mengakses sumber yang dikongsi pada masa yang sama, dan sekurang -kurangnya satu benang mengubahsuai sumber, dan tingkah laku program mungkin tidak dapat diramalkan. Sebagai contoh, jika dua benang menambah satu ke kaunter pada masa yang sama, hasil akhir mungkin bukan nilai yang diharapkan.

Untuk memberi contoh mudah:

 int counter = 0;
void kenaikan () {
    untuk (int i = 0; i <100000; i)
          kaunter;
}

Jika increment() dipanggil dengan dua benang, nilai counter akhir mungkin kurang daripada 200,000. Kerana counter bukan operasi atom, ia dibahagikan kepada tiga langkah: baca, tambah, dan tulis, dan mungkin terganggu di tengah.

Penyelesaian:

• Kunci Kawasan Kritikal dengan std::mutex :

   std :: mutex mtx;
  void kenaikan () {
      untuk (int i = 0; i <100000; i) {
          std :: lock_guard <std :: mutex> lock (mtx);
            kaunter;
      }
  }

• Atau gunakan std::atomic<int> bukan pembolehubah biasa, sesuai untuk jenis data mudah.

Ingat satu perkara: Selagi keadaan pembolehubah yang dikongsi terlibat, mekanisme penyegerakan mesti dipertimbangkan.

Bagaimana kebuntuan berlaku? Bagaimana mencegahnya?

Kebuntuan merujuk kepada kunci yang dipegang oleh dua atau lebih benang yang sedang menunggu satu sama lain dipegang oleh satu sama lain, yang tidak dapat terus melaksanakannya. Satu senario yang biasa ialah pelbagai benang meminta banyak kunci dalam pesanan yang berbeza.

Untuk memberikan keadaan biasa:

Thread A mengambil kunci 1 dan mahu kunci 2;
Thread B mengambil kunci 2 dan mahu mengunci 1.
→ Kedua -dua pihak sedang menunggu pihak lain melepaskan kunci → Deadlock.

Strategi pencegahan biasa adalah:

• Perintah Kunci Bersepadu : Semua benang memperoleh banyak kunci dalam susunan yang sama.

• Gunakan std::lock untuk mengunci pelbagai mutexes sekaligus :

   std :: mutex m1, m2;
  void func () {
      std :: lock (m1, m2);
      std :: lock_guard <std :: mutex> lk1 (m1, std :: adopt_lock);
      std :: lock_guard <std :: mutex> lk2 (m2, std :: adopt_lock);
      // buat sesuatu
  }

• Elakkan mengunci bersarang : Kurangkan keadaan memegang beberapa kunci.

• Gunakan kelas Pengurusan Kunci RAII (seperti std::lock_guard , std::unique_lock ) untuk memastikan keselamatan pengecualian dan pembukaan automatik.

---

Perincian yang perlu diberi perhatian dalam pembangunan sebenar

Beberapa butiran kelihatan kecil, tetapi mereka mudah terjebak:

• Jangan lakukan operasi yang memakan masa dalam kunci : seperti permintaan rangkaian, tidur, dan gelung besar, yang akan menghalang benang lain.
• Perhatikan kunci tersirat dalam rantaian panggilan fungsi : Sesetengah fungsi perpustakaan boleh dikunci di dalam, jadi pastikan anda mengetahui sama ada kunci lain sudah diadakan semasa memanggil.
• Elakkan "overlocking" : kadang -kadang mengunci terlalu banyak kod untuk alasan keselamatan akan menjejaskan prestasi. Anda boleh cuba menggunakan operasi atom dan pengoptimuman struktur bebas kunci.
• Ujian isu kesesuaian adalah sukar : anda tidak boleh bergantung pada kesilapan setiap kali anda menjalankan untuk mengesahkan pembetulan. Adalah disyorkan untuk menggunakan bantuan alat, seperti pemalam helgrind valgrind untuk mengesan persaingan.

---

Pada dasarnya itu sahaja. Pengaturcaraan serentak tidak mudah, tetapi selagi anda membangunkan tabiat yang baik, seperti cuba berkongsi negara sebanyak mungkin, dengan menggunakan kunci yang munasabah, dan akrab dengan mekanisme penyegerakan yang disediakan oleh perpustakaan standard, anda dapat mengurangkan kebarangkalian kesilapan.

Atas ialah kandungan terperinci Isu Konvensyen di C (Keadaan Perlumbaan, Kebuntuan). Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!