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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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