C++多线程编程介绍，技巧及注意要点.pptx

C++多线程编程是现代C++开发中的一个重要领域，特别是在多核处理器广泛使用的今天，利用多线程可以实现程序的并行处理，提高效率。C++11和C++14标准引入了多线程支持，使得在C++中编写多线程代码变得更加方便和安全。 C++中的`std::thread`库提供了创建和管理线程的基本功能。在示例代码中，可以看到`std::thread`被用来创建多个线程执行不同的任务。例如，`std::thread(increase_global,1000)`创建了一个新的线程来执行`increase_global`函数，参数1000通过线程构造函数传递。线程可以通过`join`或`detach`方法进行同步或分离，`join`等待线程结束，`detach`则允许线程独立运行。需要注意的是，如果线程对象离开作用域而其对应的线程仍在运行，程序可能会崩溃，因此在析构前应确保线程已经`join`或`detach`。 在多线程环境中，数据竞态是一个常见的问题，即多个线程同时修改同一数据，可能导致不可预测的结果。为解决这个问题，C++提供了`std::atomic`类型，它保证了对变量的操作是原子的，不会被其他线程中断。例如，`std::atomic<int>`类型的`global_counter`、`foo`和`bar`在多线程环境下被安全地增加。然而，仅仅使用`std::atomic`并不一定能完全避免数据竞争，如示例中的`error_boot`函数所示，即使`booting`是原子的，但在未加锁的情况下，多个线程仍可能同时进入`if (booting)`的代码块，导致逻辑错误。 `std::mutex`系列的互斥量是另一种防止数据竞态的工具，它可以确保在同一时间只有一个线程访问受保护的资源。虽然这个例子没有直接展示`std::mutex`的使用，但在实际多线程编程中，通常会结合`std::mutex`与`std::lock_guard`或`std::unique_lock`来保护临界区，确保线程安全。 `std::future`系列则是C++异步编程的一部分，它允许你在一个线程中启动一个任务，并在另一个线程中获取结果。这在处理耗时操作，如I/O或计算密集型任务时特别有用。通过`std::async`可以创建一个异步任务，它返回一个`std::future`对象，你可以用`get`方法在适当的时候获取结果。但是，`std::async`的使用需要谨慎，因为它默认可能会立即启动一个新的线程，而不仅仅是异步地提交任务。 此外，内存序是多线程编程中的另一个关键概念，它涉及到多线程中读写操作的顺序。C++标准定义了三种内存序：顺序一致性、释放/获取一致性以及宽松一致性。理解这些内存序可以帮助你编写正确的行为多线程程序。 C++11和C++14提供的多线程工具集让开发者能够有效地利用多核处理器，但同时也需要理解并发编程中的挑战，如数据竞态、内存序以及同步机制。在编写多线程代码时，确保对这些概念有深入的理解，才能编写出高效且可靠的程序。