Linux系統中C++如何進行并發編程

在Linux系統中，C++可以通過多種方式實現并發編程。以下是一些常用的方法：

1. POSIX Threads (pthreads)

POSIX Threads（pthreads）是Linux系統上最常用的線程庫。

基本步驟：

1. 包含頭文件：

   #include <pthread.h>
   

2. 定義線程函數：

   void* thread_function(void* arg) {
       // 線程執行的代碼
       return NULL;
   }
   

3. 創建線程：

   pthread_t thread_id;
   int result = pthread_create(&thread_id, NULL, thread_function, NULL);
   if (result != 0) {
       // 處理錯誤
   }
   

4. 等待線程結束：

   pthread_join(thread_id, NULL);
   

5. 銷毀線程：

   pthread_exit(NULL);
   

示例代碼：

#include <iostream>
#include <pthread.h>

void* thread_function(void* arg) {
    std::cout << "Thread is running" << std::endl;
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t thread_id;
    int result = pthread_create(&thread_id, NULL, thread_function, NULL);
    if (result != 0) {
        std::cerr << "Error creating thread" << std::endl;
        return 1;
    }

    pthread_join(thread_id, NULL);
    std::cout << "Thread finished" << std::endl;
    return 0;
}

2. C++11 標準庫中的線程支持

C++11引入了標準庫中的線程支持，使得并發編程更加方便和跨平臺。

基本步驟：

1. 包含頭文件：

   #include <thread>
   

2. 定義線程函數：

   void thread_function() {
       // 線程執行的代碼
   }
   

3. 創建線程：

   std::thread t(thread_function);
   

4. 等待線程結束：

   t.join();
   

5. 分離線程（可選）：

   t.detach();
   

示例代碼：

#include <iostream>
#include <thread>

void thread_function() {
    std::cout << "Thread is running" << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t(thread_function);
    t.join();
    std::cout << "Thread finished" << std::endl;
    return 0;
}

3. 異步任務

C++11還提供了std::async來執行異步任務，它會自動管理線程的創建和銷毀。

基本步驟：

1. 包含頭文件：

   #include <future>
   

2. 定義異步任務：

   std::future<void> result = std::async(std::launch::async, []() {
       // 異步任務代碼
   });
   

3. 獲取結果：

   result.get();
   

示例代碼：

#include <iostream>
#include <future>

int main() {
    auto result = std::async(std::launch::async, []() {
        std::cout << "Async task is running" << std::endl;
    });

    result.get();
    std::cout << "Async task finished" << std::endl;
    return 0;
}

4. 并發容器和算法

C++11及以后的版本還提供了一些并發容器和算法，如std::atomic、std::mutex、std::lock_guard等，用于更復雜的并發控制。

示例代碼：

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

std::mutex mtx;

void print_block(int n, char c) {
    std::lock_guard<std::mutex> guard(mtx);
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        std::cout << c;
    }
    std::cout << '\n';
}

int main() {
    std::thread th1(print_block, 50, '*');
    std::thread th2(print_block, 50, '$');

    th1.join();
    th2.join();

    return 0;
}

通過這些方法，你可以在Linux系統中使用C++進行高效的并發編程。選擇哪種方法取決于你的具體需求和項目的復雜性。