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C++多线程函数简介

2023-07-07 01:49:44 深夜i -- --

C++ 多线程函数简介

随着计算机技术的不断发展，多线程编程成为了C++编程领域的重要分支之一，这主要是由于多线程编程可以实现并发执行，提高了程序的效率和性能。C++中的多线程编程分为两种方式：使用操作系统提供的线程库和使用标准C++线程库。本文将着重介绍C++中常用多线程函数的功能和用法。

1. std::thread：std::thread是标准C++中的线程库，它是一个可重入的类，表示一个可执行的线程任务。创建线程可以使用std::thread的构造函数，将需要执行的任务作为参数传递给它。例如，以下代码在一个新的线程中打印一个“Hello, World”消息：


#include <thread>
#include <iostream>
void hello()
  std::cout << "Hello
int main() {
  std::thread t(hello);
  t.join(); // 等待线程结束
  return 0;
}

2. std::mutex：std：：mutex是一个互斥锁，它用于保护共享资源免受同时访问的影响。锁通常用于线程间的同步操作。在一个线程中获取锁，其他线程的尝试获取锁会被阻塞，直到持有锁的线程释放锁。例如，以下代码演示了如何在两个线程中使用std::mutex来保护一个共享资源：


#include <thread>
#include <mutex>
#include <iostream>
std::mutex mtx;
int num = 0;
void increase_num()
{
  mtx.lock();
  ++num;
  mtx.unlock();
}
int main()
{
  std::thread t1(increase_num);
  std::thread t2(increase_num);
  t1.join();
  t2.join();
  std::cout << num << std::endl;
  return 0;
}

3. std::condition_variable：std::condition_variable是一个条件变量，它被用于在多个线程之间进行通信。条件变量可以与互斥锁一起使用来实现线程安全的等待和通知操作。例如，以下代码演示了如何使用std::condition_variable来线程间通信：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool data_ready = false;
void worker_thread() {
  // 等待数据准备好
  std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
  while (!data_ready)
    cv.wait(lck);
  // 处理数据
  std::cout << "Data received!" << std::endl;
}
int main() {
  std::thread t(worker_thread);
  // 做一些数据处理
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
  std::cout << "Data is ready!" << std::endl;
  // 发送通知
  {
    std::lock_guard<std::mutex> lck(mtx);
    data_ready = true;
  }
  cv.notify_one();
  // 等待线程结束
  t.join();
  return 0;
}

4. std::atomic：std::atomic是一个原子类型，它提供了线程安全的访问，并保证操作的原子性。因为它们是线程安全的，所以多个线程可以同时访问同一个原子对象。例如，以下代码演示了使用std::atomic来保护共享数据：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <atomic>
std::atomic<int> num(0);
void increase_num() {
  ++num;
}
int main() {
  std::thread t1(increase_num);
  std::thread t2(increase_num);
  t1.join();
  t2.join();
  std::cout << num << std::endl;
  return 0;
}

总之，C++中有许多可以用于多线程编程的函数，例如std::thread、std::mutex、std::condition_variable和std::atomic等等。掌握这些函数的用法可以帮助程序员更加高效地实现多线程编程。

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