如何在Linux C++中实现线程间的安全通信

在 Linux 中，C++11 提供了对线程间安全通信的支持，主要通过原子操作（atomic operations）和互斥锁（mutexes）来实现

1. 原子操作（Atomic Operations）：原子操作是不可中断的操作，这意味着它们在执行过程中不会被其他线程干扰。C++11 提供了 <atomic> 头文件，其中包含了一系列原子类型和操作。使用原子操作可以确保线程间的安全通信，例如：

#include <atomic>
#include <thread>

std::atomic<int> shared_data(0);

void thread_func() {
    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
        shared_data.fetch_add(1);
    }
}

int main() {
    std::thread t1(thread_func);
    std::thread t2(thread_func);

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

    std::cout << "Shared data: " << shared_data.load() << std::endl; // 输出 2000
    return 0;
}

2. 互斥锁（Mutexes）：互斥锁是一种同步原语，用于确保多个线程在访问共享资源时不会发生冲突。C++11 提供了 <mutex> 头文件，其中包含了一系列互斥锁相关的类和函数。使用互斥锁可以确保线程间的安全通信，例如：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

std::mutex mtx;
int shared_data = 0;

void thread_func() {
    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
        shared_data++;
    }
}

int main() {
    std::thread t1(thread_func);
    std::thread t2(thread_func);

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

    std::cout << "Shared data: " << shared_data << std::endl; // 输出 2000
    return 0;
}

在这个例子中，我们使用 std::lock_guard 来自动管理互斥锁的生命周期。当 std::lock_guard 对象被创建时，它会自动锁定互斥锁，当对象被销毁时（例如，离开作用域时），它会自动解锁互斥锁。这样可以确保在多线程环境下对共享资源的访问是线程安全的。

除了原子操作和互斥锁之外，还有其他线程间安全通信的方法，例如条件变量（condition variables）和读写锁（read-write locks）。在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的方法来实现线程间的安全通信。