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C++多线程Thread优先级详解

2023-06-21 02:09:54 深夜i -- --

C++ 多线程 Thread 优先级详解

C++是一种强大的编程语言，具有多线程编程的优势。具体来说，C++中可以使用Thread类来创建多个线程，每个线程可以执行不同的任务。在Thread类中，有一个优先级概念，它决定了线程执行的顺序。在本文中，我们将详细讨论C++多线程Thread优先级的相关知识。

Thread优先级的定义

Thread优先级指定了线程在CPU中执行的顺序。在多个线程运行时，Thread优先级决定哪个线程先执行，哪个线程后执行。在C++中，Thread类中的优先级被表示为一个枚举类型，其值被描述为整数常量。Thread类中提供了三个Thread::Priority枚举类型，分别为高(High)、中(Medium)和低(Low)优先级。

设置Thread优先级的方法

在C++中，可以使用setPriority函数来设置线程的优先级。setPriority函数接受一个Thread::Priority类型的参数，表示要设置的线程优先级。假设我们定义了以下线程：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>
void highPriorityTask()
{
  std::cout << "High priority task executing...\n";
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
}
void mediumPriorityTask()
{
  std::cout << "Medium priority task executing...\n";
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
}
void lowPriorityTask()
{
  std::cout << "Low priority task executing...\n";
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
}
int main()
{
  std::thread high_pri_thread(highPriorityTask);
  std::thread med_pri_thread(mediumPriorityTask);
  std::thread low_pri_thread(lowPriorityTask);
  high_pri_thread.setPriority(std::thread::priority::high);
  med_pri_thread.setPriority(std::thread::priority::normal);
  low_pri_thread.setPriority(std::thread::priority::low);
  high_pri_thread.join();
  med_pri_thread.join();
  low_pri_thread.join();
  return 0;
}

在上面的示例中，我们使用setPriority函数将高优先级线程设置为高优先级，中优先级线程设置为中优先级，低优先级线程设置为低优先级。这保证了在多个线程执行时高优先级任务优先执行，然后是中等优先级任务和低优先级任务在最后执行。

Thread优先级限制

尽管在C++中可以设置Thread类的优先级，但并不意味着操作系统将始终按照优先级运行线程。有几个原因会导致优先级设置失效，例如：

- 操作系统对任何线程都施加严格的时间限制：为了确保所有线程都有机会执行，操作系统可能会分配给每个线程一个固定的时间量，然后切换到下一个线程，而不是使用设置的线程优先级。

- 操作系统使用不同的调度策略：操作系统可能使用先进先出的调度策略，而不考虑线程的优先级。

此外，还可以根据硬件限制限制Thread类的优先级。不同CPU在支持Thread类优先级方面具有不同的能力。有些CPU可能无法处理高优先级线程，这可能导致线程系统崩溃。摩尔定律的破裂，物理极限和热问题也会对线程优先级产生影响，需要以适当的方式设置线程优先级。

总结

C++中可以使用Thread类来创建多个线程。在Thread类中，可以设置线程的优先级以确定哪个线程先执行，哪个线程后执行。但是，在操作系统和CPU的限制下，Thread优先级设置可能会失效。因此，需要根据具体的情况和硬件要求来设置线程的优先级。

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