C++11：并发、多线程

原子操作和原子类型

通常情况下，原子操作是通过互斥（mutual exclusive）的访问来保证的。
Linux下借助POSIX标准的pthread库的互斥锁：

#include 
#include 
using namespace std;

static long long total = 0;
pthread_mutex_t m = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

void* func(void *)
{
    for (long long i = 0; i < 100000000LL; ++i)
    {
        pthread_mutex_lock(&m);
        total += i;
        pthread_mutex_unlock(&m);
    }
}

int main()
{
    pthread_t t1;
    pthread_t t2;

    if (pthread_create(&t1, NULL, &func, NULL))
    {
        throw;
    }
    if (pthread_create(&t2, NULL, &func, NULL))
    {
        throw;
    }

    pthread_join(t1, NULL);
    pthread_join(t2, NULL);

    cout << total << endl;  // 9999999900000000

    return 0;
}

上面代码为共享变量创建互斥锁（m），并在进入临界区前后进行加锁（pthread_mutex_lock）和解锁（pthread_mutex_unlock），从而保证累加的代码为原子操作。但这样对互斥锁的管理无疑是种负担，而在C++11中不需要如此麻烦：

#include 
#include 
#include 
using namespace std;

atomic_llong total {0};     // 原子数据类型

void func(int x)
{
    cout << x << endl;
    for (long long i = 0; i < 100000000LL; ++i)
    {
        total += i;
    }
}

int main()
{
    thread t1(func, 0);
    thread t2(func, 3);

    t1.join();
    t2.join();

    cout << total << endl;  // 9999999900000000

    return 0;
}

原子数据类型在线程间被互斥地访问。相比pthread的实现，同步的是数据而不是代码，遵从了面向对象的思想。

除了使用上图中的已经定义好的原子类型，我们还可以使用atomic类模板，通过std::atomic t;能定义出任意的原子类型。编译器会保证产生并发情况下行为良好的代码，以避免线程间对数据t的竞争。