C++线程间通信实现方法 |21xrx.com

C++线程间通信实现方法

2023-07-12 01:36:04 深夜i -- --

C++ 线程间通信实现方法

在多线程编程中，线程间通信是非常重要的，常用的方法有几种，如共享内存、消息队列、信号量等，在C++中也有许多实现线程间通信的方式，下面将详细介绍一些常用的方法。

1.互斥锁

互斥锁是一种最常用的线程同步机制。互斥锁实现的是一段代码的互斥执行，即同一时间只能有一个线程访问该代码段。在C++中可以使用互斥锁类std::mutex和std::lock_guard来实现。

例如，我们可以用互斥锁来保护共享变量的访问：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
std::mutex mut;
void print(int i) {
  std::lock_guard<std::mutex> lock(mut);
  std::cout << "Thread " << i << " is executing." << std::endl;
}
int main() {
  std::thread threads[10];
  for (int i = 0; i < 10; i++)
    threads[i] = std::thread(print, i);
  for (auto& t : threads)
    t.join();
  return 0;
}

输出结果：

Thread 0 is executing. Thread 1 is executing. Thread 2 is executing. Thread 3 is executing. Thread 4 is executing. Thread 5 is executing. Thread 6 is executing. Thread 7 is executing. Thread 8 is executing. Thread 9 is executing.

可以看到，10个线程按顺序执行了互斥锁中的代码，实现了安全的线程间通信。

2.条件变量

条件变量是一种同步机制，它通过等待和通知的机制来阻塞和唤醒线程。在C++中，可以使用std::condition_variable类和std::unique_lock来实现条件变量。

例如，我们可以用条件变量来实现线程间的通信：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
std::mutex mut;
std::condition_variable cv;
bool flag = false;
void print(int i) {
  std::unique_lock<std::mutex> lock(mut);
  while (!flag)
    cv.wait(lock);
  std::cout << "Thread " << i << " is executing." << std::endl;
}
int main() {
  std::thread threads[10];
  for (int i = 0; i < 10; i++)
    threads[i] = std::thread(print, i);
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
  flag = true;
  cv.notify_all();
  for (auto& t : threads)
    t.join();
  return 0;
}

输出结果：

可以看到，10个线程在条件变量的帮助下按顺序执行，实现了线程间的通信。

3.原子操作

原子操作是指不可中断的操作，它们能够保证在多线程环境中访问共享数据的正确性。在C++中，C++11引入了一个新的原子库std::atomic，它提供了原子类型和原子操作。

例如，我们可以用原子变量来保护共享变量的访问：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <atomic>
std::atomic<int> counter(0);
void add() {
  for (int i = 0; i < 10000; i++)
    ++counter;
}
void sub() {
  for (int i = 0; i < 10000; i++)
    --counter;
}
int main() {
  std::thread t1(add);
  std::thread t2(sub);
  t1.join();
  t2.join();
  std::cout << "Counter: " << counter << std::endl;
  return 0;
}

输出结果：

Counter: 0

可以看到，在使用原子变量的情况下，不需要使用互斥锁或条件变量，就可以避免多线程访问共享变量的竞争问题，提高了程序的性能。

总结：C++中提供了许多实现线程间通信的方式，我们可以根据实际需求选择合适的方法来解决问题，使程序更加健壮稳定。同时，在多线程编程中，还需要注意线程安全问题，尽量避免共享变量的访问竞争，保证程序的正确性和效率。

上一篇: idea打包java可执行jar包

下一篇: C++ Map 如何删除元素？

评论区

()

相似文章