C++多线程编程:并发与同步

简介: C++多线程编程:并发与同步

C++提供了多种多线程编程的方式来实现并发和同步。下面是一些常用的概念和技术:

  1. 并发:并发是指在同一时间段内执行多个任务。C++中的并发可以通过创建多个线程来实现。每个线程都可以独立执行自己的任务。
  2. 线程:线程是程序中的一个执行序列,可以同时执行多个线程,每个线程都有自己的栈、局部变量和执行路径。
  3. 同步:同步是指协调多个线程之间的执行顺序,以避免出现不确定的结果或冲突。
  4. 互斥锁:互斥锁是一种机制,用于保护共享资源的访问。在任意时刻,只有一个线程可以获得锁,其他线程必须等待。
  5. 条件变量:条件变量是一种线程间的通信机制,用于在某个条件满足时唤醒等待中的线程。
  6. 原子操作:原子操作是一种线程安全的操作,可以通过原子操作来保证共享数据的一致性。

下面是一个简单示例,展示了如何在C++中使用多线程实现并发与同步:

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
 
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;
 
void printNumber(int number) {
  std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
  
  // 等待条件满足
  cv.wait(lock, []{ return ready; });
  
  // 执行任务
  std::cout << "Thread " << std::this_thread::get_id() << ": " << number << std::endl;
  
  // 唤醒其他线程
  cv.notify_all();
}
 
int main() {
  std::thread threads[10];
  
  for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    threads[i] = std::thread(printNumber, i);
  }
  
  // 启动线程
  {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
    ready = true;
  }
  
  cv.notify_all();
  
  // 等待线程结束
  for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    threads[i].join();
  }
  
  return 0;
}

在上面的示例中,我们创建了10个线程,并使用互斥锁和条件变量来确保线程在执行任务前等待条件满足。主线程设置readytrue后,唤醒了等待中的线程,线程开始执行任务并打印结果。

这只是多线程编程中的基本概念和技术,还有更复杂的问题需要注意。在实际开发中,需要仔细考虑线程安全性、线程间通信和避免死锁等问题。


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