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如何实现C++多线程的顺序执行
2023-07-05 08:59:35 深夜i     --     --
C++ 多线程 顺序执行 同步 互斥锁

C++语言是一种非常强大的编程语言,其支持多线程程序开发。但是,在多线程程序中,线程的执行顺序是不确定的。这种不确定性可能会给程序带来一些问题,因此,需要找到一种方法来保证多线程程序的顺序执行。本文将介绍如何实现C++多线程的顺序执行。

1.使用互斥量

互斥量是一种用于保护共享资源的对象。在C++中,可以使用互斥量来保证多个线程按照一定的顺序执行。互斥量可以用来确保每个线程都可以按顺序访问临界区。临界区指的是共享资源,例如文件、数据库或内存等。

下面是一个示例程序,使用互斥量保证多线程的顺序执行。


#include <iostream>

#include <thread>

#include <mutex>

std::mutex mtx;

void thread_func(int count) {

  for (int i = 0; i < count; i++) {

    mtx.lock();

    std::cout << "Thread id: " << std::this_thread::get_id() << " count: " << i << std::endl;

    mtx.unlock();

  }

}

int main() {

  const int ThreadCount = 4;

  const int Count = 10;

  std::thread threads[ThreadCount];

  for (int i = 0; i < ThreadCount; i++) {

    threads[i] = std::thread(thread_func, Count);

  }

  for (int i = 0; i < ThreadCount; i++) {

    threads[i].join();

  }

  return 0;

}

在这个示例程序中,有四个线程共享一个互斥量。每个线程依次锁定互斥量,输出自己的标识符和一个计数器。每个线程都在使用共享资源时锁定互斥量,并在使用完成后解锁互斥量。

2.使用条件变量

条件变量是一种用于线程间通信的对象。在C++中,可以使用条件变量来保证多个线程按照一定的顺序执行。条件变量允许线程在共享资源满足特定条件之前一直保持等待状态。当共享资源满足特定条件时,条件变量可以通知一个或多个等待中的线程,从而使它们继续执行。

下面是一个示例程序,使用条件变量保证多线程的顺序执行。


#include <iostream>

#include <thread>

#include <mutex>

#include <condition_variable>

std::mutex mtx;

std::condition_variable cv;

int count = 0;

const int MAX_COUNT = 10;

void thread_func(int thread_num, int order_num) {

  std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);

  while (count < order_num) {

    cv.wait(lck);

  }

  for (int i = 0; i < MAX_COUNT; i++)

    std::cout << "Thread id: " << thread_num << " count: " << i << std::endl;

  

  count++;

  cv.notify_all();

}

int main() {

  const int ThreadCount = 4;

  std::thread threads[ThreadCount];

  for (int i = 0; i < ThreadCount; i++) {

    threads[i] = std::thread(thread_func, i, i);

  }

  cv.notify_all();

  for (int i = 0; i < ThreadCount; i++) {

    threads[i].join();

  }

  return 0;

}

在这个示例程序中,有四个线程共享一个计数器。每个线程会等待前一个线程完成特定数量的工作后才能开始。当一个线程完成工作后,它会递增计数器并通知其他等待中的线程。

总结

以上两种方法是常见的实现C++多线程顺序执行的方法。互斥量和条件变量都可以保证多个线程按照一定的顺序执行。具体选择哪种方法取决于问题的具体实现。在实际应用中,我们需要根据具体情况选择合适的方法。如果使用不当,可能会导致死锁等问题。因此,在编写多线程程序时,一定要注意线程的顺序执行问题。

  
  

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