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C++多线程入门指南

2023-07-06 15:42:12 深夜i -- --

C++ 多线程入门指南线程安全

随着计算机的发展和网络的普及，多线程编程成为了越来越重要的技能。C++作为一种高性能语言，自然也需要支持多线程编程。本文将为大家提供C++多线程入门指南，让大家能够更加轻松地掌握这项技术。

一、线程的创建

首先，我们需要知道如何创建线程。C++11为我们提供了一个std::thread类，使得线程的创建和管理变得非常简单。以下是一个简单的例子：


void threadFunc()
  std::cout << "Hello from thread" << std::endl;
int main()
{
  std::thread t(threadFunc);
  t.join();
  return 0;
}

在这个例子中，我们首先定义了一个函数threadFunc()，它将在新的线程中被执行。然后在main()函数中创建了一个std::thread对象t，并传入了要执行的函数threadFunc()。最后我们调用了t.join()，这是为了等待线程执行完毕。如果我们不调用join()，线程将会被强制销毁，可能会引发一些问题。

二、线程的同步

在多线程编程中，线程之间的同步非常重要。为了保证线程安全，我们需要使用一些同步工具。C++11为我们提供了一些同步工具，如std::mutex、std::condition_variable、std::atomic等。以下是一个简单的例子，展示了如何使用std::mutex实现线程同步：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
std::mutex m;
int count = 0;
void threadFunc()
{
  for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
    ++count;
  }
}
int main()
{
  std::thread t1(threadFunc);
  std::thread t2(threadFunc);
  t1.join();
  t2.join();
  std::cout << "count = " << count << std::endl;
  return 0;
}

在这个例子中，我们定义了一个全局变量count，两个线程会不断地对它进行加一操作。但是由于线程访问的是同一个变量，很容易会导致数据竞争的问题。为了保证线程安全，我们使用了std::mutex进行加锁。在每个线程中加锁后对count进行操作，操作完毕会自动解锁。

三、线程的通信

线程之间的通信也是一个非常重要的问题。C++11为我们提供了一些通信工具，如std::condition_variable、std::atomic等。以下是一个简单的例子，展示了如何使用std::condition_variable实现线程之间的通信：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
std::mutex m;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;
int data = 0;
void producer()
{
  std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
  data = 42;
  ready = true;
  lock.unlock();
  cv.notify_one();
}
void consumer()
{
  std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
  cv.wait(lock, [] return ready; );
  std::cout << "data = " << data << std::endl;
  lock.unlock();
}
int main()
{
  std::thread t1(producer);
  std::thread t2(consumer);
  t1.join();
  t2.join();
  return 0;
}

在这个例子中，我们定义了两个函数producer()和consumer()，producer()函数向data变量中写入一个数值，并将ready标志设置为true。consumer()函数等待ready标志变为true，并读取data变量。我们使用std::condition_variable实现了线程之间的同步和通信。

四、总结

本文向大家介绍了C++多线程编程的一些基本知识，如线程的创建、同步和通信。这些知识对于任何一个C++程序员来说都非常重要，希望本文能够帮助到大家。在实际的开发中，我们需要灵活地选择不同的同步工具和通信工具，以满足各种不同的需求。

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