Ubuntu下C++如何實現并發與同步控制

在Ubuntu下使用C++實現并發與同步控制，通常會用到C++11標準庫中的<thread>、<mutex>、<condition_variable>等組件。以下是一些基本的實現方法：

1. 使用std::thread創建線程

#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. 使用std::mutex進行互斥鎖控制

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

std::mutex mtx; // 全局互斥鎖

void printMessage(const std::string& msg) {
    mtx.lock(); // 加鎖
    std::cout << msg << std::endl;
    mtx.unlock(); // 解鎖
}

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. 使用std::lock_guard簡化鎖的管理

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

std::mutex mtx;

void printMessage(const std::string& msg) {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 自動管理鎖
    std::cout << msg << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t1(printMessage, "Hello from thread 1");
    std::thread t2(printMessage, "Hello from thread 2");

    t1.join();
    t2.join();

    return 0;
}

4. 使用std::condition_variable進行線程間通信

#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;
}

5. 使用std::atomic進行原子操作

#include <iostream>
#include <thread>
#include <atomic>

std::atomic<int> counter(0);

void incrementCounter() {
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
        counter++; // 原子操作，無需鎖
    }
}

int main() {
    std::thread t1(incrementCounter);
    std::thread t2(incrementCounter);

    t1.join();
    t2.join();

    std::cout << "Counter: " << counter << std::endl;

    return 0;
}

這些是C++中實現并發與同步控制的一些基本方法。在實際應用中，可能需要根據具體情況選擇合適的同步機制，并注意避免死鎖和其他并發問題。