2022-09-10 C++并发编程（二十一）

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前言

当设计多线程且有一定执行次序的程序，如果是原子操作我们需要设定某种内存次序，使之呈现同步关系或先行关系，保证某种强制次序的形成。

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一、同步关系和先行关系

先行关系是程序逻辑顺序的基础，对于单线程，就是前面的语句先于后边的语句执行。对于多线程，就是线程甲的某条语句先于线程乙的某条语句执行，为了实现这种多线程间的先行关系，需要线程间同步关系作为基础。

线程间的同步关系，则是线程A的原子读操作，直接读取了线程B的原子写操作后的值。或线程A的读改写原子操作的读操作，直接读取了线程B的原子写操作后的值。

通过线程内的先行关系，线程间的同步关系，实现线程间的先行关系，使得多线程程序呈现某种运行次序。

以下是简单示例，辅助了解基本的线程内先行关系，线程间同步关系，线程间先行关系：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

std::vector<int> data;

std::atomic<bool> dataReady(false);

void readerThread()
{
    // 当线程 thr1 的 writerThread() 完成原子写操作
    // 线程 thr2 的 dataReady.load() 语句直接读取其存的值，确立同步关系
    // 从而确立两个线程的先行关系：线程 A 先写入数据，线程 B 再读取并输出数据。
    while (!dataReady.load())
    {
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1));
    }
    std::cout << "The answer = " << data[0] << std::endl;
}

void writerThread()
{
    //单线程内的先行关系，先普通操作写入数据，后原子写操作。
    data.push_back(42);
    dataReady = true;
}

auto main() -> int
{
    std::thread thr1(writerThread);
    std::thread thr2(readerThread);

    thr1.detach();
    thr2.join();

    return 0;
}
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总结

先行关系和同步关系是多线程程序保证基本逻辑可实现的基础，后期会加入原子次序的影响，实现高效且有逻辑的程序。