面试题：C++多线程编程中常用的同步机制及应用场景

Question

请列举C++多线程编程中至少三种常用的同步机制，并简要说明每种同步机制适合的应用场景。

Answer 1

1. 互斥锁（Mutex）
   • 应用场景：适用于保护共享资源，防止多个线程同时访问导致数据竞争。例如，在多线程访问共享文件、共享内存区域等场景下，通过互斥锁保证同一时间只有一个线程能对共享资源进行读写操作。
2. 条件变量（Condition Variable）
   • 应用场景：常用于线程间的协作。当一个线程需要等待某个条件满足后才能继续执行时，可使用条件变量。比如，生产者 - 消费者模型中，消费者线程需要等待生产者线程向共享队列中放入数据后才能消费，此时就可以用条件变量来实现这种线程间的同步。
3. 信号量（Semaphore）
   • 应用场景：用于控制同时访问特定资源的线程数量。例如，连接池中有固定数量的数据库连接，为了避免过多线程同时请求连接导致资源耗尽，可使用信号量来限制同时获取连接的线程数。
4. 读写锁（Read - Write Lock）
   • 应用场景：适用于读多写少的场景。允许多个线程同时进行读操作，但只允许一个线程进行写操作。比如，在一个多人读取但偶尔更新的配置文件场景中，使用读写锁可以提高读取效率，同时保证写操作的原子性，避免数据不一致。