C++並發(fā)程式設(shè)計(jì)：如何避免執(zhí)行緒飢餓和優(yōu)先反轉(zhuǎn)？
May 06, 2024 pm 05:27 PM
為避免執(zhí)行緒飢餓，可以使用公平鎖定確保資源公平分配，或設(shè)定執(zhí)行緒優(yōu)先權(quán)。為解決優(yōu)先權(quán)反轉(zhuǎn)，可使用優(yōu)先權(quán)繼承，即暫時(shí)提高持有資源執(zhí)行緒的優(yōu)先權(quán)；或使用鎖的提升，即提升需要資源執(zhí)行緒的優(yōu)先權(quán)。
C 並發(fā)程式設(shè)計(jì)：避免在執(zhí)行緒飢餓和優(yōu)先權(quán)反轉(zhuǎn)
並發(fā)程式設(shè)計(jì)中，執(zhí)行緒飢餓和優(yōu)先權(quán)反轉(zhuǎn)是常見(jiàn)的挑戰(zhàn)，可能會(huì)導(dǎo)致死鎖和不確定性。本文將探討這些問(wèn)題並提供解決策略，並透過(guò)實(shí)戰(zhàn)案例進(jìn)行說(shuō)明。
執(zhí)行緒飢餓
當(dāng)一個(gè)執(zhí)行緒長(zhǎng)期無(wú)法取得所需的資源（例如鎖定、記憶體）時(shí)，就會(huì)發(fā)生執(zhí)行緒飢餓。這可能是由於其他執(zhí)行緒優(yōu)先存取資源造成的。
解決策略：
- 使用公平鎖定：公平鎖定確保所有執(zhí)行緒公平取得資源，防止單一執(zhí)行緒長(zhǎng)期持有資源。
- 設(shè)定執(zhí)行緒優(yōu)先權(quán)：為高優(yōu)先權(quán)執(zhí)行緒指派更多執(zhí)行機(jī)會(huì)，確保它們不會(huì)被低優(yōu)先權(quán)執(zhí)行緒阻塞。
優(yōu)先權(quán)反轉(zhuǎn)
當(dāng)?shù)蛢?yōu)先權(quán)執(zhí)行緒持有高優(yōu)先權(quán)執(zhí)行緒所需的資源時(shí)，就會(huì)發(fā)生優(yōu)先權(quán)反轉(zhuǎn)。這可能導(dǎo)致高優(yōu)先權(quán)執(zhí)行緒無(wú)法執(zhí)行，從而延遲任務(wù)的完成。
解決策略：
- 使用優(yōu)先權(quán)繼承：當(dāng)一個(gè)執(zhí)行緒持有資源時(shí)，會(huì)暫時(shí)提高它的優(yōu)先權(quán)，以防止低優(yōu)先權(quán)執(zhí)行緒搶奪資源。
- 使用鎖定的提升：當(dāng)一個(gè)執(zhí)行緒需要存取由高優(yōu)先權(quán)執(zhí)行緒持有的資源時(shí)，會(huì)暫時(shí)提升自己的優(yōu)先權(quán)，以快速取得資源。
實(shí)戰(zhàn)案例
考慮以下場(chǎng)景：
// Thread 1 (low priority)
void thread1() {
std::mutex m;
m.lock();
// Critical section
m.unlock();
}
// Thread 2 (high priority)
void thread2() {
std::mutex m;
m.lock();
// Critical section
m.unlock();
}假設(shè) thread2 以比 thread1 更高的優(yōu)先權(quán)運(yùn)行。如果 thread1 先取得鎖並進(jìn)入臨界區(qū)，thread2 可能會(huì)被阻塞。當(dāng) thread1 釋放鎖時(shí)，thread2 仍可能無(wú)法取得鎖，因?yàn)?thread1 具有較低的優(yōu)先權(quán)，會(huì)再次搶佔(zhàn)鎖。這會(huì)導(dǎo)致 thread2 陷入飢餓狀態(tài)。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以使用優(yōu)先級(jí)繼承：
void set_thread_priority(Thread thread, int priority);
void thread1() {
std::mutex m;
m.lock();
// Critical section
// Boost thread priority while holding lock
set_thread_priority(std::this_thread::get_id(), 2);
m.unlock();
}結(jié)論
透過(guò)理解線(xiàn)程飢餓和優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)並應(yīng)用適當(dāng)?shù)慕鉀Q策略，可以顯著提高並發(fā)程式碼的效能和可靠性。
以上是C++並發(fā)程式設(shè)計(jì)：如何避免執(zhí)行緒飢餓和優(yōu)先反轉(zhuǎn)？的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！
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如何用PHP開(kāi)發(fā)基於AI的文本摘要 PHP信息快速提煉技術(shù)
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PHP開(kāi)發(fā)AI文本摘要的核心是作為協(xié)調(diào)器調(diào)用外部AI服務(wù)API（如OpenAI、HuggingFace），實(shí)現(xiàn)文本預(yù)處理、API請(qǐng)求、響應(yīng)解析與結(jié)果展示；2.局限性在於計(jì)算性能弱、AI生態(tài)薄弱，應(yīng)對(duì)策略為藉力API、服務(wù)解耦和異步處理；3.模型選擇需權(quán)衡摘要質(zhì)量、成本、延遲、並發(fā)、數(shù)據(jù)隱私，推薦使用GPT或BART/T5等抽象式模型；4.性能優(yōu)化包括緩存、異步隊(duì)列、批量處理和就近區(qū)域選擇，錯(cuò)誤處理需覆蓋限流重試、網(wǎng)絡(luò)超時(shí)、密鑰安全、輸入驗(yàn)證及日誌記錄，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行。
c向量獲得第一個(gè)元素
Jul 25, 2025 am 12:35 AM
獲取std::vector的第一個(gè)元素有四種常用方法：1.使用front()方法，需確保vector非空，語(yǔ)義清晰且推薦日常使用；2.使用下標(biāo)[0]，同樣需判空，性能與front()相當(dāng)?shù)Z(yǔ)義稍弱；3.使用*begin()，適用於泛型編程和STL算法配合；4.使用at(0)，無(wú)需手動(dòng)判空但性能較低，越界時(shí)拋出異常，適合調(diào)試或需要異常處理的場(chǎng)景；最佳實(shí)踐是先調(diào)用empty()檢查是否為空，再使用front()方法獲取第一個(gè)元素，避免未定義行為。
C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)解釋
Jul 25, 2025 am 02:11 AM
C 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)通過(guò)提供高效工具幫助開(kāi)發(fā)者提升代碼質(zhì)量。1.STL容器應(yīng)根據(jù)場(chǎng)景選擇，如vector適合連續(xù)存儲(chǔ)，list適合頻繁插入刪除，unordered_map適合快速查找；2.標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)算法如sort、find、transform能提高效率并減少錯(cuò)誤；3.智能指針unique_ptr和shared_ptr有效管理內(nèi)存，避免泄漏；4.其他工具如optional、variant、function增強(qiáng)代碼安全性與表達(dá)力。掌握這些核心功能可顯著優(yōu)化開(kāi)發(fā)效率與代碼質(zhì)量。
C功能示例
Jul 27, 2025 am 01:21 AM
函數(shù)是C 中組織代碼的基本單元，用於實(shí)現(xiàn)代碼重用和模塊化；1.函數(shù)通過(guò)聲明和定義創(chuàng)建，如intadd(inta,intb)返回兩數(shù)之和；2.調(diào)用函數(shù)時(shí)傳遞參數(shù)，函數(shù)執(zhí)行後返回對(duì)應(yīng)類(lèi)型的結(jié)果；3.無(wú)返回值函數(shù)使用void作為返回類(lèi)型，如voidgreet(stringname)用於輸出問(wèn)候信息；4.使用函數(shù)可提高代碼可讀性、避免重複並便於維護(hù)，是C 編程的基礎(chǔ)概念。
GO的並發(fā)模型與傳統(tǒng)線(xiàn)程
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Go的並發(fā)模型之所以更高效且易用，是因?yàn)樗鼟?cǎi)用輕量級(jí)的goroutine而非操作系統(tǒng)線(xiàn)程，1.goroutine初始棧僅2KB，可動(dòng)態(tài)伸縮，支持同時(shí)運(yùn)行數(shù)萬(wàn)甚至百萬(wàn)個(gè)並發(fā)任務(wù)；2.Go使用M:N調(diào)度模型，將M個(gè)goroutines映射到N個(gè)操作系統(tǒng)線(xiàn)程上，實(shí)現(xiàn)並行與效率的平衡；3.通過(guò)channels進(jìn)行通信而非共享內(nèi)存，減少競(jìng)態(tài)和死鎖風(fēng)險(xiǎn)；4.開(kāi)發(fā)者只需使用go關(guān)鍵字啟動(dòng)goroutine，由運(yùn)行時(shí)自動(dòng)管理調(diào)度、棧增長(zhǎng)和負(fù)載均衡；5.儘管在底層系統(tǒng)編程或需精細(xì)控制的場(chǎng)景中OS線(xiàn)程仍有優(yōu)勢(shì)，但在
C宣告示例
Jul 27, 2025 am 01:32 AM
decltype是C 11用於編譯時(shí)推導(dǎo)表達(dá)式類(lèi)型的關(guān)鍵字，其推導(dǎo)結(jié)果精確且不進(jìn)行類(lèi)型轉(zhuǎn)換。 1.decltype(expression)只分析類(lèi)型，不計(jì)算表達(dá)式；2.對(duì)變量名decltype(x)推導(dǎo)為x的聲明類(lèi)型，而decltype((x))因左值表達(dá)式推導(dǎo)為x&；3.常用於模板中通過(guò)尾置返回類(lèi)型auto->decltype(t u)推導(dǎo)返回值；4.可結(jié)合auto簡(jiǎn)化複雜類(lèi)型聲明，如decltype(vec.begin())it=vec.begin()；5.在模板中避免硬編碼類(lèi)
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Jul 28, 2025 am 02:37 AM
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