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C++中lock_guard和unique_lock的区别?

C++基础面试题, C++ 中 lock_guard 和 unique_lock 的区别?

C++基础面试题, C++ 中 lock_guard 和 unique_lock 的区别?

QA

Step 1

Q:: C++ 中 lock_guard 和 unique_lock 的区别?

A:: lock_guard 和 unique_lock 都是用于管理互斥锁的RAII(Resource Acquisition Is Initialization)类,但它们有一些关键的区别。lock_guard 是一个简单的封装类,用于在构造时锁定互斥锁,并在析构时自动解锁。它不提供手动解锁和延迟锁定的功能。unique_lock 则更加灵活,允许手动锁定和解锁,支持延迟锁定、尝试锁定和转移所有权。此外,unique_lock 比 lock_guard 更加重,适用于需要灵活管理锁定时间的场景。

Step 2

Q:: 什么是 RAII?它在 C++ 中的作用是什么?

A:: RAII(Resource Acquisition Is Initialization)是一种 C++ 编程习惯,它确保资源在对象的生命周期内正确地分配和释放。通过在对象的构造函数中分配资源,并在析构函数中释放资源,RAII 可以防止资源泄漏。RAII 广泛应用于内存管理、文件管理和锁管理中,确保资源的正确管理。

Step 3

Q:: 为什么在多线程编程中需要使用互斥锁?

A:: 在多线程编程中,多个线程可能会同时访问共享资源,这会导致数据竞争和不一致的状态。互斥锁用于确保同一时刻只有一个线程能够访问共享资源,从而避免数据竞争。通过锁定和解锁互斥锁,程序员可以控制线程的执行顺序,确保线程安全性。

Step 4

Q:: 如何避免死锁?

A:: 避免死锁的方法包括:1)按照一定的顺序锁定多个资源,确保线程以相同的顺序获取锁;2)避免长时间持有锁,尽可能缩短持有锁的时间;3)使用尝试锁定(如 std::try_lock)来检测并处理潜在的死锁情况;4)采用死锁检测算法来动态检测和处理死锁。

用途

面试这些内容的目的是评估候选人对多线程编程的理解以及处理并发问题的能力。在实际生产环境中,多线程编程用于提高程序的性能,尤其是在需要处理大量并发任务时,例如服务器处理多个客户端请求、并行计算任务等。这些概念和技术对于编写高效、安全的多线程程序至关重要。使用 lock_guard 和 unique_lock 进行正确的互斥锁管理可以防止数据竞争,确保线程安全。\n

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C++11 引入的其他多线程功能有哪些?

C++11 引入了许多新的多线程功能,包括 std::thread、std::mutex、std::lock_guard、std::unique_lock、std::condition_variable、std::future、std::async 等。这些新特性简化了多线程编程,使得编写并发代码更加容易和安全。

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std::async 是一个用于异步任务执行的高层封装,可以启动一个异步任务并返回一个 std::future 对象,用于获取任务的结果。std::thread 是一个底层的线程管理类,直接管理线程的创建和执行。std::async 更适合简化并发操作,而 std::thread 提供了更细粒度的控制。