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面试题:C++函数声明注释规范 - 专家难度

在一个多线程环境下的C++项目中,有一个函数 `void sharedResourceAccess(int resourceID, std::mutex& mtx)` 用于访问共享资源。请按照严格的《C++函数声明的注释规范》为该函数添加注释,注释需全面涵盖函数在多线程环境下的行为,包括但不限于资源竞争、锁机制、线程安全相关的说明以及对整体系统架构可能产生的影响。
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编程语言C++

知识考点

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面试题答案

一键面试
/**
 * @brief 用于在多线程环境下访问共享资源的函数。
 *
 * 在多线程应用程序中,此函数负责对特定共享资源进行访问操作。
 *
 * @param resourceID 共享资源的唯一标识符,用于指定要访问的具体共享资源。
 * @param mtx 一个 std::mutex 类型的互斥锁引用,通过对该互斥锁的锁定和解锁操作,确保共享资源访问的线程安全性。
 *
 * @details 
 * - **资源竞争**:在多线程环境下,多个线程可能同时尝试访问共享资源,从而引发资源竞争问题。此函数通过使用传入的互斥锁 `mtx` 来避免资源竞争。在函数开始访问共享资源前,会先锁定 `mtx`,确保同一时间只有一个线程能够进入共享资源的访问区域,其他线程必须等待锁的释放。
 * - **锁机制**:采用 `std::mutex` 作为锁机制,`std::mutex` 是C++标准库提供的基本互斥锁类型。当一个线程调用 `mtx.lock()` 锁定互斥锁后,其他线程若尝试锁定该互斥锁,将被阻塞,直到该线程调用 `mtx.unlock()` 释放锁。这种机制保证了共享资源的互斥访问。
 * - **线程安全**:通过在访问共享资源前后对 `mtx` 进行锁定和解锁操作,本函数在多线程环境下能够保证线程安全。任何时刻,只有一个线程可以进入共享资源访问的临界区,从而避免了数据竞争和不一致问题。
 * - **对整体系统架构的影响**:该函数的使用模式(基于互斥锁的同步)在系统架构层面上,会对系统的性能和可扩展性产生一定影响。由于同一时间只有一个线程可以访问共享资源,可能会导致线程等待,尤其是在高并发场景下,这可能成为性能瓶颈。在设计系统架构时,需要权衡这种同步机制带来的线程安全与潜在的性能损耗之间的关系。例如,可以考虑使用更细粒度的锁策略或者采用无锁数据结构来优化性能,同时不影响系统的线程安全性。
 */
void sharedResourceAccess(int resourceID, std::mutex& mtx);