本帖最后由 KA_IX 于 2021-12-7 17:20 编辑

并发、进程、线程的基本概念

并发两个或者多个任务(独立的活动)同时发生(进行):一个程序通知执行多个独立的任务并发假象(不是真正的并发):单核CPU通过上下文切换方式实现进程
进程计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动

进程特性


  • 动态性:进程是程序的一次执行过程,是临时的,有生命期,是动态产生,动态消亡的;
  • 并发性:任何进程都可以同其他进行一起并发执行;
  • 独立性:进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位;
  • 结构性:进程由程序,数据和进程控制块三部分组成


线程每个进程都有一个主线程并且主线程是唯一的,也就是一个进程只能有一个主线程。vs编译器中ctr+f5编译运行程序时,实际是主线程调用mian函数中的代码。线程可以理解为代码执行通道,除了主线程之外,可以自己创建其他线程。

并发实现方案

主要解决是进程间通信问题

同一电脑上可通过管道,文件,消息队列,共享内存等方式实现

不同电脑可通过socket网络通信实现

多个进程实现并发

单独进程,多个线程实现并发 即一个主线程,多个子线程实现并发一个进程中的所有线程共享内存空间(共享内存),例如全局变量,指针引用等,所以多线程开销远远小于多进程。共享内存也会导致数据一致性问题(资源竞争问题)。


C++线程编程基本操作

1.首先需要包含thread头文件
#include <thread>
  • #include <iostream>
  • 复制代码
    2.创建线程: thread类创建一个线程
    #include <thread>
  • void print()
  • {
  • std::cout<<"子线程"<<endl;   
  • }
  • int main()
  • {
  •     //运行程序会调用abort函数终止程序   
  •     std::thread t1(print);   
  •     std::cout<<"主线程"<<std::endl;
  • }
  • 复制代码
    3.join:加入/汇合线程。阻塞主线程,等待子线程执行结束,可理解为依附功能
    #include <thread>
  • void print()
  • {
  • std::cout<<"子线程"<<endl;   
  • }
  • int main()
  • {
  •     std::thread t1(print);   
  •     t1.join();      //阻塞主线程,等待子线程执行结束
  •     std::cout<<"主线程"<<std::endl;
  •     return 0;
  • }
  • 复制代码
    4.detach:分离,剥离依附关系,驻留后台
    #include <thread>
  • #include <iostream>
  • #include <windows.h>
  • void print()
  • {
  • for (int i = 0; i < 10; i++)
  • {
  •   std::cout << "子线程"<<i << std::endl;
  • }
  • }
  • int main()
  • {
  • std::thread t1(print);
  • std::cout << "主线程" << std::endl;
  •     //可用Sleep延时实现结果演示
  • t1.detach();
  • return 0;
  • }
  • 复制代码
    注意:一旦detach线程后,便不可再使用join线程。

    5.joinable:判断当前线程是否可以join或deatch,如果可以返回true,不能返回false
    #include <thread>
  • #include <iostream>
  • void print()
  • {
  • for (int i = 0; i < 10; i++)
  • {
  •   std::cout << "子线程"<<i << std::endl;
  • }
  • }
  • int main()
  • {
  • std::thread t1(print);
  • t1.detach();
  • if (t1.joinable())
  • {
  •   t1.join();
  •   std::cout << "可join" << std::endl;
  • }
  • std::cout << "主线程" << std::endl;
  • return 0;
  • }
  • 复制代码
    其他创建线程方法

    1.用类和对象
    #include <thread>
  • #include <iostream>
  • class Function
  • {
  • public:
  • void operator()()
  • {
  •   std::cout << "子线程" << std::endl;
  • }
  • };
  • int main()
  • {
  • Function object;
  • std::thread t1(object);    //可调用对象即可
  • t1.join();
  • std::thread t2((Function()));
  • t2.join();
  • std::cout << "主线程" << std::endl;
  • return 0;
  • }
  • 复制代码
    2.Lambda表达式
    #include <thread>
  • #include <iostream>
  • int main()
  • {
  • std::thread t1([] {std::cout << "子线程" << std::endl; });
  • t1.join();
  • std::cout << "主线程" << std::endl;
  • return 0;
  • }
  • 复制代码
    3.带引用参数创建方式
    #include <thread>
  • #include <iostream>
  • #include <thread>
  • void printInfo(int& num)
  • {
  • num = 1001;
  • std::cout << "子进程:"<<num << std::endl;
  • }
  • int main()
  • {
  • int num = 0;
  • //std::ref 用于包装按引用传递的值。
  • //std::cref 用于包装按const引用传递的值
  • //error C2672: “invoke”: 未找到匹配的重载函数
  • std::thread t(printInfo, std::ref(num));   
  • t.join();
  • std::cout << "主线程:"<<num << std::endl;
  • return 0;
  • }
  • 复制代码
    4.带智能指针参数创建方式
    #include <thread>
  • #include <iostream>
  • #include <thread>
  • void printInfo(std::unique_ptr<int> ptr)
  • {
  • std::cout << "子线程:"<<ptr.get() << std::endl;
  • }
  • int main()
  • {
  • std::unique_ptr<int> ptr(new int(100));
  • std::cout << "主线程:" << ptr.get() << std::endl;  
  • std::thread t(printInfo,std::move(ptr));   
  • t.join();
  • std::cout << "主线程:"<<ptr.get() << std::endl;  //主线程:00000000 move掉了
  • return 0;
  • }
  • 复制代码
    5.类的成员函数
    #include <thread>
  • #include <iostream>
  • #include <thread>
  • class MM
  • {
  • public:
  • void print(int& num)
  • {
  •   num = 1001;
  •   std::cout << "子线程:"<<num << std::endl;
  • }
  • };
  • int main()
  • {
  • MM mm;
  • int num = 10;
  • std::thread t(&MM::print,mm,std::ref(num));   
  • t.join();
  • std::cout << "主线程:"<< num << std::endl;
  • return 0;
  • }
  • 复制代码