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Ubuntu C++并發編程如何實現

小樊
52
2025-04-18 09:02:31
欄目: 編程語言

在Ubuntu上進行C++并發編程,你可以使用多種方法和技術。以下是一些常見的并發編程方法:

  1. C++11線程庫: C++11引入了標準線程庫,它提供了std::thread類來創建和管理線程。這是一個跨平臺的解決方案,可以在Ubuntu上使用。

    #include <iostream>
    #include <thread>
    
    void helloFunction() {
        std::cout << "Hello from a thread!" << std::endl;
    }
    
    int main() {
        std::thread t(helloFunction);
        t.join(); // 等待線程完成
        return 0;
    }
    
  2. 互斥鎖: 當多個線程需要訪問共享資源時,可以使用std::mutex來保護這些資源。

    #include <iostream>
    #include <thread>
    #include <mutex>
    
    std::mutex mtx; // 創建一個互斥鎖
    
    void printMessage(const std::string& msg) {
        mtx.lock(); // 鎖定互斥鎖
        std::cout << msg << std::endl;
        mtx.unlock(); // 解鎖互斥鎖
    }
    
    int main() {
        std::thread t1(printMessage, "Hello from thread 1");
        std::thread t2(printMessage, "Hello from thread 2");
    
        t1.join();
        t2.join();
    
        return 0;
    }
    
  3. 條件變量std::condition_variable可以用來同步線程,使得線程可以在某個條件滿足時才繼續執行。

    #include <iostream>
    #include <thread>
    #include <mutex>
    #include <condition_variable>
    
    std::mutex mtx;
    std::condition_variable cv;
    bool ready = false;
    
    void printId(int id) {
        std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
        cv.wait(lck, []{return ready;}); // 等待條件變量
        std::cout << "Thread " << id << std::endl;
    }
    
    void go() {
        std::lock_guard<std::mutex> lck(mtx);
        ready = true;
        cv.notify_all(); // 通知所有等待的線程
    }
    
    int main() {
        std::thread threads[10];
        // spawn 10 threads:
        for (int i = 0; i < 10; ++i)
            threads[i] = std::thread(printId, i);
    
        std::cout << "10 threads ready to race..." << std::endl;
        go(); // go!
    
        for (auto &th : threads) th.join();
    
        return 0;
    }
    
  4. 原子操作std::atomic提供了原子操作,可以在多線程環境中安全地進行某些操作,而不需要顯式的鎖。

    #include <iostream>
    #include <thread>
    #include <atomic>
    
    std::atomic<int> sharedValue(0);
    
    void incrementValue() {
        ++sharedValue; // 原子操作
    }
    
    int main() {
        std::thread t1(incrementValue);
        std::thread t2(incrementValue);
    
        t1.join();
        t2.join();
    
        std::cout << "Shared value: " << sharedValue << std::endl;
    
        return 0;
    }
    
  5. 異步任務: C++11還提供了std::asyncstd::future來執行異步任務,并獲取它們的結果。

    #include <iostream>
    #include <future>
    
    int compute(int x) {
        return x * x;
    }
    
    int main() {
        std::future<int> result = std::async(std::launch::async, compute, 42);
        std::cout << "The answer is " << result.get() << std::endl; // 獲取異步任務的結果
        return 0;
    }
    
  6. 線程池: 雖然C++標準庫沒有直接提供線程池的實現,但你可以使用第三方庫,如Boost.Asio或者自己實現一個簡單的線程池。

在Ubuntu上編譯C++并發程序時,確保使用支持C++11或更高標準的編譯器選項,例如:

g++ -std=c++11 -pthread your_program.cpp -o your_program

-pthread選項告訴編譯器鏈接線程支持庫,并啟用相關的預處理器定義。

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