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C++多线程编程中的简单函数实现

2023-07-10 20:15:07 深夜i -- --

C++ 多线程编程简单函数实现

C++是一种流行的编程语言，广泛应用于多线程编程。多线程可提高程序执行效率，同时也增强了程序的稳定性和可靠性。在C++多线程编程中，函数是实现功能的基本单元之一。以下是一些常见的多线程函数实现。

1. 线程的创建和销毁

在C++中，线程是通过std::thread类创建的。下面是一个创建线程的例子：


#include <iostream>
#include <thread>
using namespace std;
//线程函数
void threadFunction() {
  cout << "Hello from thread!\n";
}
int main() {
  //创建线程
  thread t(threadFunction);
  //等待线程完成
  t.join();
  return 0;
}

上述代码中，线程函数threadFunction()在创建线程时被指定为线程的执行体，程序将输出"Hello from thread!"，然后退出。

线程的销毁通常有两种方式：等待线程完成和强制终止线程。在上例中，线程的销毁是通过调用thread类的join()函数实现的。如果需要强制终止线程，可以使用thread类的detach()函数。

2. 互斥锁的使用

互斥锁是一种常用的多线程编程机制，用于保护共享资源。在C++中，互斥锁是通过std::mutex类实现的。下面是一个简单的互斥锁使用例子：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
using namespace std;
//全局变量
int globalVariable = 0;
mutex mtx;
//线程函数
void threadFunction() {
  //使用互斥锁保护共享资源
  mtx.lock();
  globalVariable++;
  cout << "Thread " << this_thread::get_id() << ": globalVariable = " << globalVariable << endl;
  mtx.unlock();
}
int main() {
  //创建多个线程，共享globalVariable
  thread t1(threadFunction);
  thread t2(threadFunction);
  //等待线程完成
  t1.join();
  t2.join();
  cout << "Main thread: globalVariable = " << globalVariable << endl;
  return 0;
}

上述代码中，两个线程都将globalVariable的值加1，并输出结果。由于globalVariable是一个共享资源，必须使用互斥锁保护，否则会出现数据竞争的问题。

3. 信号量的使用

信号量是一种通用的进程间通信和同步机制，在多线程编程中也常被使用。在C++中，信号量是通过std::semaphore类实现的。下面是一个简单的信号量使用例子：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <semaphore>
using namespace std;
//全局变量和信号量
int globalVariable = 0;
semaphore sem(1);
//线程函数
void threadFunction() {
  //等待信号量
  sem.wait();
  globalVariable++;
  cout << "Thread " << this_thread::get_id() << ": globalVariable = " << globalVariable << endl;
  //释放信号量
  sem.signal();
}
int main() {
  //创建多个线程，共享globalVariable
  thread t1(threadFunction);
  thread t2(threadFunction);
  //等待线程完成
  t1.join();
  t2.join();
  cout << "Main thread: globalVariable = " << globalVariable << endl;
  return 0;
}

上述代码中，两个线程都将globalVariable的值加1，并输出结果。由于globalVariable是一个共享资源，必须使用信号量保护，以保证每个线程都能正确访问它。

在C++多线程编程中，函数是实现程序功能的基本单元。互斥锁和信号量是常用的多线程编程机制，它们可以保护共享资源，从而避免数据竞争等问题。熟练掌握这些函数的使用可以使程序更加稳定、高效和可靠。

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