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C++11 线程优先级的介绍与应用

2023-07-08 14:48:07 深夜i -- --

C++11 线程优先级介绍应用

C++11作为C++语言的一个重要标准，引入了大量新的特性和更新。其中之一就是对多线程编程的支持。C++11中引入了可移植的线程库，使得在多个平台上开发高效且可靠的多线程代码变得更加容易。同时，C++11 中还引入了线程优先级的概念。

线程优先级是用来调整线程在操作系统中的调度顺序的一个参数，它指示操作系统应该先处理哪个线程。在多任务环境下，操作系统将为每个线程分配一个优先级。优先级高的线程在相同条件下先被分配CPU时间，优先级低的线程则稍后被执行。

C++11中针对线程优先级的设置和获取，提供了一系列函数。例如，我们可以使用std::thread::get_id()函数来获取线程的ID，再通过std::thread::native_handle()函数获取线程原生的操作系统句柄，最后使用操作系统提供的API函数来设置和获取优先级。

线程优先级的设置在一些高并发情况下非常有用。比如在集群计算或高性能计算中，有许多任务需要同时执行，这时线程优先级就可以派上用场。将任务按照优先级划分，优先级高的任务优先得到执行，可以提高整个任务的执行效率。

举个例子，假设我们有两个线程，一个处理网络数据，一个处理本地数据，使用C++11中的线程库，我们可以使用以下代码来设置线程优先级：


#include <thread>
#include <iostream>
void do_network_data() {
  std::thread::native_handle_type handle = std::this_thread::native_handle();
  int err, policy;
  struct sched_param param;
  err = pthread_getschedparam(handle, &policy, &param);
  if (err != 0)
    std::cerr << "Failed to get thread scheduling parameters." << std::endl;
  
  // 提高网络数据线程的优先级
  param.sched_priority = 10;
  err = pthread_setschedparam(handle, policy, &param);
  if (err != 0)
    std::cerr << "Failed to set thread scheduling parameters." << std::endl;
  
  // 执行网络数据任务
  // ...
}
void do_local_data() {
  std::thread::native_handle_type handle = std::this_thread::native_handle();
  int err, policy;
  struct sched_param param;
  err = pthread_getschedparam(handle, &policy, &param);
  if (err != 0)
    std::cerr << "Failed to get thread scheduling parameters." << std::endl;
  
  // 降低本地数据线程的优先级
  param.sched_priority = 1;
  err = pthread_setschedparam(handle, policy, &param);
  if (err != 0)
    std::cerr << "Failed to set thread scheduling parameters." << std::endl;
  
  // 执行本地数据任务
  // ...
}
int main() {
  std::thread t1(do_network_data);
  std::thread t2(do_local_data);
  t1.join();
  t2.join();
  return 0;
}

在上面的代码中，我们使用pthread_getschedparam()函数来获取当前线程的调度策略和参数，然后使用pthread_setschedparam()函数来设置线程的优先级。对于网络数据线程，我们将它的优先级设为10，而对于本地数据线程，我们将它的优先级设为1。在实际执行中，网络数据线程将会优先得到CPU时间，因为其优先级比本地数据线程高。

总之，线程优先级是C++11中的一个重要特性，它可以在高并发环境中提高多线程程序的效率。使用C++11多线程库提供的函数，我们可以方便地设置和获取线程优先级，并实现更高效的多线程编程。

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