中的多线程编程-C-摸索一种高效的并发处置方法 (多线程编写)
一、引言
随着配件的开展和运行的复杂性参与,并发处置成为了一种基本需求。多线程编程是一种成功并发处置的有效模式,C++11开局引入了<thread>库,使得多线程编程愈加容易和高效。本文将引见C++中的多线程编程,包含创立线程、同步线程、传递数据给线程以及意外处置等方面。
二、创立线程
在C++中,可以经常使用std::thread类来创立一个新线程。例如:
#include<tream>#include<thread>voidthreadFunction(){std::cout<<"Hellofromthenewthread!"<<std::endl;}intmn(){std::threadnewThread(threadFunction);//创立一个新线程,函数为threadFunctionnewThread.join();//期待新线程完结return0;}
在上方的代码中,咱们定义了一个名为threadFunction的函数,并在main函数中创立了一个新的线程来口头这个函数。调用std::thread的join方法会阻塞主线程,直到新线程口头终了。
三、同步线程
在多线程编程中,同步是一个关键的疑问。假设多个线程同时访问和修正同一数据,或者会造成数据不分歧的疑问。为了处置这个疑问,C++提供了几种同步原语,如std::mutex、std::lock_guard和std::condition_variable。
上方是一个经常使用std::mutex和std::lock_guard启动线程同步的例子:
#include<iostream>#include<thread>#include<mutex>std::mutexmtx;//全局互斥锁。voidprint_id(){std::lock_guard<std::mutex>lck(mtx);//锁定互斥锁。//在锁定时期,只要一个线程可以访问上方的代码,其余线程将被阻塞,直到这个锁被监禁。std::cout<<"Hellofrom"<<std::this_thread::get_id()<<'n';}intmain(){std::threadthreads[10];//创立多个线程口头print_id()函数。for(inti=0;i<10;++i){threads[i]=std::thread(print_id);//创立新线程口头print_id函数}for(auto&thread:threads){thread.join();//期待一切线程口头终了}return0;}
在这个例子中,咱们创立了10个线程,每个线程都口头print_id函数。在print_id函数中,咱们经常使用std::lock_guard来锁定互斥锁。这样,只要一个线程可以访问被包全的代码块,其余线程将被阻塞,直到这个锁被监禁。经过这种模式,咱们可以确保每个线程都能按顺序口头,防止了并发访问和修正同一数据的疑问。
四、传递数据给线程
除了函数,咱们还可以向线程传递数据。在C++中,咱们可以将数据封装在std::future或std::async前往值中,而后传递给线程。例如:
#include<iostream>#include<thread>#include<future>voidprint_squared(intx){std::cout<<"Squared:"<<x*x<<std::endl;}intmain(){intx=5;std::future<void>result=std::async(std::launch::async,print_squared,x);result.wait();//期待线程完结return0;}
在这个例子中,咱们将x作为参数传递给线程,而后在线程中计算x的平方并打印结果。
五、意外处置
在多线程编程中,意外处置是一个关键的疑问。在C++中,咱们可以在线程函数中经常使用try/catch块来处置意外。例如:
#include<iostream>#include<thread>#include<exception>voidthreadFunction(){try{throwstd::runtime_error("Anerroroccurred");}catch(conststd::exception&e){std::cout<<"Caughtexception:"<<e.what()<<std::endl;}}intmain(){std::threadnewThread(threadFunction);//创立一个新线程,函数为threadFunctionnewThread.join();//期待新线程完结return0;}
在这个例子中,咱们在线程函数中抛出一个意外,而后在主线程中捕捉并处置这个意外。
六、论断
多线程编程是现代计算机迷信中的一个关键概念。在C++中,咱们可以经常使用std::thread和关系的类和函数来成功多线程编程。经过经常使用这些工具,咱们可以创立高效的并发程序,从而更好地利用配件资源并提高程序的功能。
在多线程编程中,线程的执行方式是
线程是操作系统层面上的一段执行流,它可以在一个进程内独立执行。 这意味着线程确实可以独立执行程序。 在传统的单线程编程中,程序按顺序逐行执行,一次仅处理一个任务。 然而,在多线程编程中,程序能够同时处理多个任务。 每个线程都有自己的执行路径和上下文,能够独立执行程序代码片段。 线程的独立执行使得并行处理多个任务成为可能,从而提高了程序的效率和响应速度。 例如,在图形用户界面(GUI)应用程序中,一个线程可以负责处理用户交互,而另一个线程可以同时执行耗时的计算任务,这样界面就可以保持响应性,为用户提供更好的体验。 线程独立执行的同时也带来了挑战和注意事项。 当多个线程同时访问共享资源时,可能会出现竞态条件和死锁等并发编程问题。 因此,在多线程编程中,必须采取适当的同步机制,如互斥锁和信号量,以确保线程间的正确协调和资源安全访问。 此外,线程的独立执行还涉及到系统资源管理和调度的问题。 操作系统负责管理和调度线程的执行,根据不同的调度算法和优先级来决定哪个线程将得到执行。 线程的创建和销毁也由操作系统管理。 线程的工作原理可以详细描述如下:1. 线程的创建:线程的创建由操作系统的线程管理器负责。 管理器为每个线程分配一个独立的执行上下文,包括程序计数器、寄存器和栈空间等。 2. 线程的调度:线程管理器负责决定哪个线程何时执行。 它使用调度算法(如抢占式调度算法)来确定线程的执行顺序和时间片分配。 3. 线程的并发执行:当多个线程处于就绪状态时,管理器根据调度算法选择一个线程执行。 线程可以并发执行,共享进程的内存空间和资源。 4. 线程的上下文切换:当管理器决定切换到另一个线程执行时,当前线程的上下文会被保存,包括程序计数器、寄存器和栈等。 然后,管理器会加载另一个线程的上下文,并开始执行该线程。 5. 线程的同步与通信:由于线程共享进程的内存空间,它们可以通过读写共享变量来进行数据共享和通信。 为了避免竞态条件和数据一致性问题,需要使用同步机制,如互斥锁、信号量等。 6. 线程的销毁:线程的销毁由操作系统负责。 当线程完成任务或被终止时,操作系统会回收它所占用的资源,包括内存空间和其他系统资源。
C语言 多线程 并发执行 不随机
1:pthread_join和并发不并发没关系,是指等待子线程结束之后才返回。 你的代码有一个问题,就是只等待了最后一个线程结束,你的pthread_join的第一个参数,就是最后一个线程的id。 不过这个和并发顺序没关系2:你的CPU是不是只有1个核?多线程只有运行在多核CPU才能真正将线程分配给不同CPU,并发执行(也就是随机执行)。 不过我想现在单核CPU不多,除非你是虚拟机只分配了一个核。 另外就算单核,如果你线程执行的任务耗时比较长,系统还是会将任务切片交替执行。 所以你的问题主要是下面:3:你的子线程执行的内容只有一个打印,执行的速度几乎等于创建速度,也就是刚创建线程,线程就执行完了,导致根本来不及随机分配,你可以在子线程里多做一些事情,比如每个子线程连续打印1000行,你再看下就会发现多线程确实是随机执行的。
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