Linux C++中如何进行并发编程

在Linux环境下使用C++进行并发编程，可以采用多种方法。以下是一些常用的并发编程技术：

1. 多线程：使用C++11引入的<thread>库可以轻松地创建和管理线程。

#include <iostream>
#include <thread>

void helloFunction() {
    std::cout << "Hello from a thread!" << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t(helloFunction);
    t.join(); // 等待线程完成
    return 0;
}

2. 互斥锁：使用<mutex>库来保护共享资源，防止数据竞争。

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

std::mutex mtx; // 创建一个互斥锁

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

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. 条件变量：使用<condition_variable>库来同步线程间的操作。

#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;}); // 等待条件变量
    std::cout << "Thread " << id << std::endl;
}

void go() {
    std::lock_guard<std::mutex> lck(mtx);
    ready = true;
    cv.notify_all(); // 通知所有等待的线程
}

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：使用<atomic>库来进行原子操作，保证操作的原子性。

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

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

void incrementCounter() {
    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
        counter.fetch_add(1); // 原子加法
    }
}

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

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

    std::cout << "Counter: " << counter.load() << std::endl; // 输出计数器的值

    return 0;
}

5. 异步编程：使用<future>和<promise>来进行异步编程。

#include <iostream>
#include <future>

int compute(int x) {
    return x * x;
}

int main() {
    std::promise<int> prms;
    std::future<int> ftr = prms.get_future();

    std::thread t(compute, 5, std::move(prms)); // 将promise传递给线程

    std::cout << "Waiting for result..." << std::endl;
    std::cout << "Result: " << ftr.get() << std::endl; // 获取结果

    t.join();
    return 0;
}

6. 信号量：虽然C++标准库没有直接提供信号量的实现，但可以使用POSIX信号量（semaphore.h）或者自己封装一个。

7. 管道和命名管道：使用<fcntl.h>、<sys/stat.h>、<unistd.h>等系统调用来创建和使用管道进行进程间通信。

8. 消息队列：使用<mqueue.h>系统调用来创建和使用消息队列进行进程间通信。

9. 共享内存：使用<sys/ipc.h>、<sys/shm.h>等系统调用来创建和使用共享内存。

10. 套接字：使用<sys/socket.h>、<netinet/in.h>等系统调用来进行网络编程和进程间通信。

这些是Linux环境下C++并发编程的一些基本方法。在实际应用中，可能需要结合多种技术来实现复杂的并发控制。此外，还可以使用第三方库，如Boost.Asio、Qt Concurrent等，来简化并发编程。

辰迅云「云服务器」，即开即用、新一代英特尔至强铂金CPU、三副本存储NVMe SSD云盘，价格低至29元/月。点击查看>>