開(kāi)篇
多線程是開(kāi)發(fā)中必不可少的，往往我們需要多個(gè)任務(wù)并行，就需要多線程開(kāi)發(fā)；就好比圖像檢測(cè)和圖像結(jié)果的處理，這就是一個(gè)可閉環(huán)的任務(wù)，用多線程是可以加速這個(gè)任務(wù)的；
線程的狀態(tài)
就緒態(tài)：線程能夠運(yùn)行，正在等待處理機(jī)資源；
運(yùn)行態(tài)：正在運(yùn)行，可能有多個(gè)線程處于運(yùn)行態(tài)；
阻塞態(tài)：線程由于等待某些條件而無(wú)法運(yùn)行，例如IO、鎖、互斥量等；
終止態(tài)：線程從起始函數(shù)返回或被取消；
多線程的構(gòu)建
有三種方式可以構(gòu)建多線程，前提是都需要引入pthread.h這個(gè)頭文件；
1、函數(shù)；
2、仿函數(shù)；
3、Lambda表達(dá)式；
三者的本質(zhì)都是在調(diào)用函數(shù)；
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// 函數(shù)方式void fun(string s){ cout<< &s<<endl; cout<< "first thread programm"<<s<<endl;}int main(){ string s = "Hell world"; thread th = thread(fun, s); th.join();} |
上面代碼為最簡(jiǎn)單線程的一個(gè)構(gòu)造；
join函數(shù)是一個(gè)等待線程完成函數(shù)，主線程需要等待子線程運(yùn)行結(jié)束才可以結(jié)束；還有一個(gè)detach的函數(shù)，會(huì)讓線程在后臺(tái)運(yùn)行，需要等到程序退出才結(jié)束；
計(jì)算時(shí)間
計(jì)算時(shí)間在這里介紹兩種方式：
一、程序運(yùn)行時(shí)間
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long n =0;clock_t start,finish;start=clock();while(n<1000000000) n++;finish=clock();printf("spend time %f s ", (double)(finish-start)/CLOCKS_PER_SEC);printf("spend time %f ms ", (double)(finish-start)/1000); |
這種方式和系統(tǒng)時(shí)間無(wú)關(guān)，一般用來(lái)調(diào)試時(shí)打印時(shí)間；
二、chrono
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#include <chrono>//方式三 chronostd::chrono::system_clock::time_point Cstart = std::chrono::system_clock::now(); //系統(tǒng)時(shí)間// std::chrono::steady_clock::time_point Cstart = std::chrono::steady_clock::now(); //穩(wěn)定時(shí)間long n =0 ;while(n<1000000000)n++;std::chrono::system_clock::time_point Cend = std::chrono::system_clock::now(); //系統(tǒng)時(shí)間std::chrono::duration<float> spend_time = Cend-Cstart;cout<<spend_time.count()<<endl; |
這個(gè)方式用系統(tǒng)時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，在實(shí)際程序中用這個(gè)方式；
共享資源和互斥鎖
關(guān)于互斥鎖的概念，引用這篇博主的講解：文章
引入互斥鎖原因：當(dāng)有兩個(gè)線程共享一塊資源時(shí)，容易造成沖突，也就是上個(gè)線程還沒(méi)結(jié)束就進(jìn)行下個(gè)線程，舉個(gè)例子就是讀寫(xiě)操作，添加互斥鎖可以很好的解決這個(gè)沖突問(wèn)題；
互斥鎖是個(gè)簡(jiǎn)單的加鎖方法，互斥鎖只有兩種狀態(tài)：上鎖（lock）和解鎖（unlock）；
互斥鎖特點(diǎn)：
1、原子性：把一個(gè)互斥量鎖定為一個(gè)原子操作，這意味著如果一個(gè)線程鎖定了一個(gè)互斥量，沒(méi)有其他線程在同一時(shí)間可以成功鎖定這個(gè)互斥量；
2、唯一性：如果一個(gè)線程鎖定了一個(gè)互斥量，在它解除鎖定之前，沒(méi)有其他線程可以鎖定這個(gè)互斥量；
3、非繁忙等待：如果一個(gè)線程已經(jīng)鎖定了一個(gè)互斥量，第二個(gè)線程又試圖去鎖定這個(gè)互斥量，則第二個(gè)線程將被掛起（不占用任何cpu資源），直到第一個(gè)線程解除對(duì)這個(gè)互斥量的鎖定為止，第二個(gè)線程則被喚醒并繼續(xù)執(zhí)行，同時(shí)鎖定這個(gè)互斥量。
互斥鎖的使用：
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mutex mtx; //創(chuàng)建互斥鎖對(duì)象mtx.lock();g_pcm_elapseds.push_back(std::make_pair(pcm_data, elapsed)); // 執(zhí)行語(yǔ)句mtx.unlock(); |
condition_variable
condition_variable條件變量可以阻塞（wait）調(diào)用的線程直到使用（notify_one或notify_all）通知恢復(fù)為止
使用案例：
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std::mutex mtx;std::condition_variable cv;bool ready = false;void print_thread_id(int id){ std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx); cv.wait(lck,[]{return ready;}); std::cout<< "thread"<<id <<endl;}void go(){ std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx); ready = true; cv.notify_all(); // 喚醒所有線程};int main(){ std::thread threads[10]; for(int i=0;i<10;i++){ threads[i] = std::thread(print_thread_id,i); } std::cout<< " thread read all done"<<endl; go(); for(auto &th:threads) th.join(); return 0;} |
線程池
作用：每一個(gè)任務(wù)都起一個(gè)線程，這樣的效率是不高的，起一個(gè)線程池，哪個(gè)線程空閑就來(lái)處理任務(wù)，這樣的結(jié)構(gòu)高效；
實(shí)現(xiàn)思想：管理一個(gè)任務(wù)隊(duì)列，一個(gè)線程隊(duì)列，然后每次取一個(gè)任務(wù)隊(duì)列分配給一個(gè)線程去做，循環(huán)反復(fù)；
這里參考一個(gè)Github：地址
其中的ThreadPool.h頭文件寫(xiě)的很好，可以直接使用；
總結(jié)
線程這部分涉及的知識(shí)點(diǎn)比較多，實(shí)現(xiàn)起來(lái)細(xì)節(jié)也多。本篇先對(duì)其中的概念部分進(jìn)行總結(jié)，實(shí)戰(zhàn)代碼部分可參考我提供的文章進(jìn)行學(xué)習(xí)。后續(xù)有精力會(huì)更新在線程的實(shí)戰(zhàn)，想要掌握線程還是需要從實(shí)戰(zhàn)中學(xué)習(xí)。
到此這篇關(guān)于C++學(xué)習(xí)之線程詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ 線程內(nèi)容請(qǐng)搜索服務(wù)器之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持服務(wù)器之家！
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