C 11 多執行緒程式設計 一

2021-09-28 06:47:46 字數 2648 閱讀 1493

執行緒很像輕量級的程序,但是乙個程序中的所有執行緒都共享相同的位址空間,執行緒間的大部分資料都可以共享。執行緒間的通訊一般都通過共享記憶體來實現。

優點:缺點:

主要原因有兩個:任務拆分和提高效能。

在編寫軟體的時候,將相關的**放在一起,將無關的**分開,這是乙個好主意,這樣能夠讓程式更加容易理解和測試。將程式劃分成不同的任務,每個執行緒執行乙個任務或者多個任務,可以將整個程式的邏輯變得更加簡單。

在兩種情況下,併發能夠提高效能。

任務並行(task parallelism):將乙個單個任務分成若干個部分各自並行執行,從而降低執行時間。雖然聽起來很簡單,但其實是乙個相當複雜的過程,設想假如各個部分之間存在很多以來,乙個部分的執行需要使用到另乙個任務的執行結果,這個時候並不能很好的並行完成。

資料並行(data parallelism):每個執行緒在不同的資料部分上執行相同的操作。

c++98標準中並沒有執行緒庫的存在,而在c++11中終於提供了多執行緒的標準庫,提供了管理執行緒、保護共享資料、執行緒間同步操作、原子操作等類。

多執行緒庫對應的標頭檔案是#include,類名為std::thread

#include #include void function_1() 

int main()

這是乙個典型的單執行緒的單程序程式,任何程式都是乙個程序,main()函式就是其中的主線程,單個執行緒都是順序執行。

將上面的程式改造成多執行緒程式其實很簡單,讓function_1()函式在另外的執行緒中執行:

#include #include void function_1() 

int main()

分析

首先,構建乙個std::thread物件t1,構造的時候傳遞了乙個引數,這個引數是乙個函式,這個函式就是這個執行緒的入口函式,函式執行完了,整個執行緒也就執行完了。

執行緒建立成功後,就會立即啟動,並沒有乙個類似start的函式來顯式的啟動執行緒。

一旦執行緒開始執行, 就需要顯式的決定是要等待它完成(join),或者分離它讓它自行執行(detach)。注意:只需要在std::thread物件被銷毀之前做出這個決定。這個例子中,物件t1是棧上變數,在main函式執行結束後就會被銷毀,所以需要在main函式結束之前做決定。

這個例子中選擇了使用t1.join(),主線程會一直阻塞著,直到子執行緒完成,join()函式的另乙個任務是**該執行緒中使用的資源。

執行緒物件和物件內部管理的執行緒的生命週期並不一樣,如果執行緒執行的快,可能內部的執行緒已經結束了,但是執行緒物件還活著,也有可能執行緒物件已經被析構了,內部的執行緒還在執行。

假設t1執行緒是乙個執行的很慢的執行緒,主線程並不想等待子執行緒結束就想結束整個任務,直接刪掉t1.join()是不行的,程式會被終止(析構t1的時候會呼叫std::terminate,程式會列印terminate called without an active exception)。

#include #include void function_1() 

void test()

int main()

// 使用 t1.detach()時

// test() finished

// i'm function_1()

// 使用 t1.join()時

// i'm function_1()

// test() finished

分析:

由於執行緒入口函式內部有個500ms的延時,所以在還沒有列印的時候,test()已經執行完成了,t1已經被析構了,但是它負責的那個執行緒還是能夠執行,這就是detach()的作用。

如果去掉main函式中的1s延時,會發現什麼都沒有列印,因為主線程執行的太快,整個程式已經結束了,那個後台執行緒被c++執行時庫**了。

如果將t1.detach()換成t1.join()test函式會在t1執行緒執行結束之後,才會執行結束。

一旦乙個執行緒被分離了,就不能夠再被join了。如果非要呼叫,程式就會崩潰,可以使用joinable()函式判斷乙個執行緒物件能否呼叫join()

void test()

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