面试题：C++指向常变量指针在多线程环境下数据传递的考量

1. 确保线程安全的方法

使用互斥锁：在更新数据的线程中，获取互斥锁后进行数据更新操作，完成后释放互斥锁。在读取数据的线程中，获取互斥锁后通过指向常变量的指针读取数据，读完后释放互斥锁。
使用读写锁：更新数据的线程获取写锁进行数据更新，其他读取数据的线程获取读锁进行数据读取。读写锁允许多个线程同时读数据，但在写数据时会阻止其他线程读或写。

2. 代码框架示例

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

// 定义复杂数据对象类
class ComplexData {
public:
    int data1;
    double data2;
    // 其他成员变量和成员函数

    ComplexData() : data1(0), data2(0.0) {}
};

// 互斥锁用于保护数据对象
std::mutex dataMutex;
// 读写锁用于保护数据对象
std::shared_mutex rwMutex;

// 数据更新线程函数
void updateData(ComplexData* data) {
    // 使用互斥锁
    // std::lock_guard<std::mutex> lock(dataMutex);
    // 使用读写锁
    std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(rwMutex);

    // 模拟数据更新操作
    data->data1++;
    data->data2 += 1.0;
}

// 数据读取线程函数
void readData(const ComplexData* data) {
    // 使用互斥锁
    // std::lock_guard<std::mutex> lock(dataMutex);
    // 使用读写锁
    std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(rwMutex);

    // 读取数据
    std::cout << "Data1: " << data->data1 << ", Data2: " << data->data2 << std::endl;
}

int main() {
    ComplexData data;
    const ComplexData* constPtr = &data;

    // 创建更新数据的线程
    std::thread updateThread(updateData, &data);

    // 创建多个读取数据的线程
    std::thread readThreads[5];
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        readThreads[i] = std::thread(readData, constPtr);
    }

    // 等待更新线程完成
    updateThread.join();

    // 等待所有读取线程完成
    for (auto& thread : readThreads) {
        thread.join();
    }

    return 0;
}

3. 关键部分注释

互斥锁相关：
- std::mutex dataMutex;：声明一个互斥锁 dataMutex，用于保护共享数据对象 ComplexData。
- std::lock_guard<std::mutex> lock(dataMutex);：在 updateData 和 readData 函数中，使用 lock_guard 自动管理互斥锁的获取和释放。在构造 lock_guard 时获取互斥锁，在其析构时释放互斥锁。
读写锁相关：
- std::shared_mutex rwMutex;：声明一个读写锁 rwMutex，用于更细粒度地控制对共享数据对象的访问。
- std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(rwMutex);：在 updateData 函数中，使用 unique_lock 获取写锁，因为写操作需要独占访问权。
- std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(rwMutex);：在 readData 函数中，使用 shared_lock 获取读锁，允许多个线程同时读取数据。
线程函数：
- updateData 函数：负责更新共享数据对象，获取锁后进行数据更新操作。
- readData 函数：负责读取共享数据对象，获取锁后通过指向常变量的指针读取数据，确保数据在读取过程中不会被修改。
主函数：
- 创建了一个 ComplexData 对象 data，并使用指向常变量的指针 constPtr 指向它。
- 创建了一个更新数据的线程 updateThread 和五个读取数据的线程 readThreads。
- 等待更新线程和所有读取线程完成后，程序结束。

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面试题：C++指向常变量指针在多线程环境下数据传递的考量

知识考点

面试题答案

1. 确保线程安全的方法

2. 代码框架示例

3. 关键部分注释