C++多线程学习(十二、特殊的原子类型atomic_flag,自旋锁)

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atomic_flag

自旋锁

自旋锁与互斥锁的不同

 1. 等待方式不同:

2. 资源消耗不同:

3. 适用场景不同:

简单案例


其他的原子类型是可以通过is_lock_free()来判定是否无锁

atomic_flag

atomic_flag:是无锁的

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atomic_flag的内部包含两个函数:

1.test_and_set():如果没有被设置,就设置,如果设置了则返回true.

2.clear():清除标记,让下一次调用test_and_set()返回false.

自旋锁

自旋锁与互斥锁的不同

一样的例子,互斥锁是A上厕所,B在门口等。

而自旋锁则是A在上厕所,B仍然在做自己的事情,直到A上完厕所出来,B直接去上。

 1. 等待方式不同:


        自旋锁:当线程请求自旋锁时,如果锁已被其他线程占用,请求线程将以忙等方式自旋等待,即反复检查锁是否可用,直到获取到锁为止。
        互斥锁:当线程请求互斥锁时,如果锁已被其他线程占用,请求线程将进入阻塞状态,直到获取到锁后才会被唤醒继续执行。



2. 资源消耗不同:


        自旋锁:自旋等待期间,请求线程将一直占用CPU资源,如果自旋等待时间过长,会导致CPU资源的浪费。
        互斥锁:阻塞等待期间,请求线程并不占用CPU资源,线程被唤醒后再竞争锁。



3. 适用场景不同:


        自旋锁:适用于保护临界区很小且锁的竞争很短暂的情况,因为自旋等待消耗的是CPU资源。
        互斥锁:适用于保护临界区很大且锁的竞争很激烈的情况,因为阻塞等待不会占用CPU资源。

简单案例

#include <iostream>
#include <thread>
#include <atomic>
using namespace std;
//初始化:也可以用atomic_flag lock = {};
atomic_flag lock = ATOMIC_FLAG_INIT;//ATOMIC_FLAG_INIT这个宏定义是大括号:{}

void test1(int n)
{
	while (lock.test_and_set())//可以不传参,有重载的枚举类型【之前讲过】
	{
		printf("等待中...%d\n", n);
	}
	printf("线程完成...%d\n", n);
}
void test2(int n)
{
	printf("线程启动:%d\n",n);
	this_thread::sleep_for(1s);
	lock.clear();
	printf("线程运行结束:%d\n", n);
}
int main()
{
	lock.test_and_set();
	thread t1(test1, 1);
	thread t2(test2, 2);
	t1.join();
	t2.join();


	return 0;
}

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