面试题：C++ 字符串函数在多线程环境下的问题与解决方案

可能出现的问题

多个线程同时对共享的 std::string 使用 append 函数可能会导致数据竞争问题。由于 append 操作不是原子的，在多线程环境下，可能会出现一个线程正在修改字符串内部结构（如重新分配内存、复制字符等）时，另一个线程也开始进行相同操作，最终导致程序出现未定义行为，如数据损坏、程序崩溃等。

线程安全机制设计

使用 std::mutex：std::mutex 是 C++ 标准库提供的互斥锁，用于保护共享资源。在对共享字符串进行操作前，先锁定互斥锁，操作完成后再解锁，这样可以保证同一时间只有一个线程能访问共享字符串。
使用 std::condition_variable（可选）：std::condition_variable 通常与 std::mutex 一起使用，用于线程间的同步。当某个条件满足时，它可以通知等待的线程。在字符串操作场景中，如果有一些复杂的条件，比如字符串长度达到某个值时通知其他线程进行处理，就可以使用 std::condition_variable。

代码示例

#include <iostream>
#include <string>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
std::string sharedStr;

void appendString(const std::string& strToAppend) {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    sharedStr.append(strToAppend);
    lock.unlock();
    cv.notify_all(); // 如果有需要，通知其他线程
}

void printString() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    cv.wait(lock, [] { return!sharedStr.empty(); }); // 等待字符串有内容
    std::cout << "Printing string: " << sharedStr << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t1(appendString, "Hello");
    std::thread t2(appendString, " World!");
    std::thread t3(printString);

    t1.join();
    t2.join();
    t3.join();

    return 0;
}

在上述代码中：

appendString 函数使用 std::mutex 来保护对 sharedStr 的 append 操作。
printString 函数使用 std::condition_variable 等待 sharedStr 不为空，然后打印字符串。这样可以确保在字符串有内容时才进行打印操作。

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