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C++多线程编程简介

2023-07-01 17:06:33 深夜i -- --

C++ 多线程编程简介

C++是一门广泛使用的编程语言，也是一门面向对象的编程语言。在C++编程中，多线程编程是非常重要的一个方面，它能够提高程序的性能，同时也能提高程序的可靠性和可维护性。在本文中，我们将对C++多线程编程进行简要介绍。

在C++中，多线程编程主要涉及到线程的创建、线程的同步、线程的销毁以及线程池的使用等方面。

1.线程创建

在C++中，线程的创建主要是通过std::thread类来完成。这个类有一个构造函数，可以接受一个可调用对象（可以是函数、函数指针、lambda表达式等），然后创建一个新线程来执行这个可调用对象。例如：


void myFunc()
  //线程要执行的代码
int main()
{
  std::thread t(myFunc); //创建一个新线程
  t.join(); //等待子线程结束
  return 0;
}

2.线程同步

在多线程编程中，线程之间的同步非常重要。C++提供了一些线程同步的机制，例如mutex、condition_variable、atomic等。这些机制能够保证多个线程之间的数据访问不会出现竞争问题。例如：


std::mutex mtx; //创建一个互斥量
int sharedData = 0; //一个共享资源
void myFunc()
{
  std::lock_guard lock(mtx); //加锁（获取互斥量）
  sharedData++; //修改共享资源
}
int main()
{
  std::thread t1(myFunc); //创建两个线程
  std::thread t2(myFunc);
  t1.join();
  t2.join(); //等待子线程结束
  return 0;
}

在上面的代码中，两个线程同时对共享资源sharedData进行修改。为了避免竞争问题，我们使用了一把互斥锁（mutex）来保证同时只有一个线程在修改。

3.线程销毁

当一个线程执行完毕之后，它需要被销毁。在C++中，线程的销毁主要是通过调用std::thread的析构函数来完成的。例如：


std::mutex mtx; //一个互斥量
bool isStop = false; //一个标志位
void myFunc()
{
  while(!isStop)
  {
    std::lock_guard lock(mtx); //加锁（获取互斥量）
    //执行一些操作
  }
}
int main()
{
  std::thread t(myFunc); //创建一个新线程
  //执行一些操作
  isStop = true; //修改标志位，通知线程退出循环
  t.join(); //等待子线程结束
  return 0;
}

在上面的代码中，线程myFunc需要在isStop变量为true时退出。我们使用了一个while循环来实现，同时也使用了互斥锁来保证共享资源的访问不会出现竞争问题。

4.线程池

线程池是一种用来管理线程的技术，它可以有效地控制线程的数量，从而提高程序的性能。在C++中，我们可以使用std::thread和std::async来实现线程池。例如：


#include <iostream>
#include <vector>
#include <thread>
#include <future>
#include <chrono>
int myFunc(int i)
{
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000)); //模拟长时间计算
  return i * i;
}
int main()
{
  std::vector<std::future<int>> futures;
  for(int i = 0; i < 10; i++)
  {
    futures.push_back(std::async(std::launch::async, myFunc, i)); //开启线程并添加到任务队列
  }
  for(auto& f : futures)
  {
    std::cout << "result: " << f.get() << std::endl; //获取线程结果并输出
  }
  return 0;
}

在上面的代码中，我们使用std::async来创建线程，并将其添加到任务队列中。然后使用std::future来获取线程的结果并输出。

总结：

C++是一门广泛使用的编程语言，也是一门面向对象的编程语言。在C++编程中，多线程编程是非常重要的一个方面，它能够提高程序的性能，同时也能提高程序的可靠性和可维护性。在本文中，我们介绍了C++多线程编程中的线程创建、线程同步、线程销毁以及线程池的使用等方面。希望可以给大家提供一些参考和帮助。

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