多线程中如何安全的使用std::cout

问题描述

在C++多线程编程中，开发者往往使用cout来打印一些信息，但是往往被人忽略的是，cout在使用时可能会存在线程之间的打印信息乱串的问题，这个问题的分析原因可以参考：https://stackoverflow.com/questions/14718124/how-to-easily-make-stdcout-thread-safe，简而言之，是因为当开发者使用cout打印时，往往都会采用“<<”操作符，如：

std::cout << "This is " << name << "，id = " << id << std::endl;

而"<<"这个操作符是线程不安全的，会造成竞争问题。
下面是两个线程打印的例子，可以观察到打印乱串的现象：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <stdio.h>

void PrintFunc(std::string name, std::string country)
{
    while (true) {
        std::cout << "I am " << name << ", from " << country << std::endl;
    }
}

int main()
{
    auto t1 = std::thread(PrintFunc, "Tom", "USA");
    auto t2 = std::thread(PrintFunc, "Xiaopeng", "China");

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

    return 0;
}

image.png

解决方案

方案1

将std::cout用printf替换，如下：

printf("I am %s, from %s\n", name.c_str(), country.c_str());

方案2

避免使用operator <<，在打印信息之前，先生成一个打印字符串，如下：

std::string msg = "";
msg = msg + "I am" + name + ", from " + country + "\n";
std::cout << msg;