多线程（c++11）------线程同步

多线程能提高程序的效率，但同时也带来了相应的问题----数据竞争。当多个线程同时操作同一个变量时，就会出现数据竞争。出现数据竞争，一般会用临界区（Critical Section）、互斥量（Mutex）、信号量（Semaphore）、事件（Event）这四种方法来完成线程同步。

1、临界区

对于临界资源，多线程必须互斥地对它进行访问。每个线程访问临界资源的那段代码就称为临界区。它保证每次只能有一个线程进入临界区。有一个线程进入临界区后其他试图访问临界区的线程会被挂起。临界区被释放后，其他线程才可以继续抢占。几种同步处理中，临界区速度最快，但它只能实现同进程中的多个线程同步，无法实现多进程同步。c++11并没有为我们提供临界区类。

2、互斥量

互斥量与临界区相似，但临界区不支持多进程，而mutex支持多进程。c++11标准库中提供了mutex类。

#include "stdafx.h"
#include <vector>
#include <thread>
#include <iostream>
#include <mutex>
using namespace std;

mutex sLock;
int i = 0;
void test()
{
	for (int j = 0; j < 1000; j++)
	{
		sLock.lock();
		i++;
		sLock.unlock();
	}
}

int main(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	vector<thread> v;

	for (int j = 0; j < 100; j++)
	{
		v.emplace_back(test);
	}

	for(auto& t : v)
	{
		t.join();
	}

	cout << i << endl;
}

曾有人对c++11中的thread和mutex性能进行了测试。点击打开链接根据他的测试结果，std::thread的性能损耗不大，但std::mutex的性能损耗非常大。所以如果设计中要考虑性能的话，应该避免使用c++11标准库中的mutex

3、信号量

信号量对象对线程的同步方式与前面几种方法不同，信号量允许多个线程同时使用共享资源。它的原理是：

P操作 申请资源：
　　（1）S减1；
　　（2）若S减1后仍大于等于零，则进程继续执行；
　　（3）若S减1后小于零，则该进程被阻塞后进入与该信号相对应的队列中，然后转入进程调度。
V操作 释放资源：
　　（1）S加1；
　　（2）若相加结果大于零，则进程继续执行；
　　（3）若相加结果小于等于零，则从该信号的等待队列中唤醒一个等待进程，然后再返回原进程继续执行或转入进程调度。

4、事件

事件对象可以通过通知操作的方式来保持线程同步。