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    C++培訓中C++ 多線程教程及實現方法

    • 發布:C++培訓
    • 來源:網絡
    • 時間:2019-01-15 13:17

    這篇文章講述了C++培訓中C++ 多線程。是小編結合C++培訓課程中的知識總結出來的,希望可以幫助到同學們!

    C++ 多線程

    多線程是多任務處理的一種特殊形式,多任務處理允許讓電腦同時運行兩個或兩個以上的程序。一般情況下,兩種類型的多任務處理:基于進程和基于線程。

    基于進程的多任務處理是程序的并發執行。

    基于線程的多任務處理是同一程序的片段的并發執行。

    多線程程序包含可以同時運行的兩個或多個部分。這樣的程序中的每個部分稱為一個線程,每個線程定義了一個單獨的執行路徑。

    本教程假設您使用的是 Linux 操作系統,我們要使用 POSIX 編寫多線程 C++ 程序。POSIX Threads 或 Pthreads 提供的 API 可在多種類 Unix POSIX 系統上可用,比如 FreeBSD、NetBSD、GNU/Linux、Mac OS X 和 Solaris。

    創建線程

    下面的程序,我們可以用它來創建一個 POSIX 線程:

    #include <pthread.h>

    pthread_create (thread, attr, start_routine, arg)

    在這里,pthread_create 創建一個新的線程,并讓它可執行。下面是關于參數的說明:

    參數描述

    thread指向線程標識符指針。

    attr一個不透明的屬性對象,可以被用來設置線程屬性。您可以指定線程屬性對象,也可以使用默認值 NULL。

    start_routine線程運行函數起始地址,一旦線程被創建就會執行。

    arg運行函數的參數。它必須通過把引用作為指針強制轉換為 void 類型進行傳遞。如果沒有傳遞參數,則使用 NULL。

    創建線程成功時,函數返回 0,若返回值不為 0 則說明創建線程失敗。

    終止線程

    使用下面的程序,我們可以用它來終止一個 POSIX 線程:

    #include <pthread.h>

    pthread_exit (status)

    在這里,pthread_exit 用于顯式地退出一個線程。通常情況下,pthread_exit() 函數是在線程完成工作后無需繼續存在時被調用。

    如果 main() 是在它所創建的線程之前結束,并通過 pthread_exit() 退出,那么其他線程將繼續執行。否則,它們將在 main() 結束時自動被終止。

    實例

    以下簡單的實例代碼使用 pthread_create() 函數創建了 5 個線程,每個線程輸出"Hello Runoob!":

    實例

    #include <iostream> // 必須的頭文件 #include <pthread.h> using amespace std; #define NUM_THREADS 5 // 線程的運行函數 void* say_hello(void* args) { cout << "Hello Runoob!" << endl; return 0; } int main() { // 定義線程的 id 變量,多個變量使用數組 pthread_t tids[NUM_THREADS]; for(int i = 0; i < NUM_THREADS; ++i) { //參數依次是:創建的線程id,線程參數,調用的函數,傳入的函數參數 int ret = pthread_create(&tids[i], NULL, say_hello, NULL); if (ret != 0) { cout << "pthread_create error: error_code=" << ret << endl; } } //等各個線程退出后,進程才結束,否則進程強制結束了,線程可能還沒反應過來; pthread_exit(NULL); }

    使用 -lpthread 庫編譯下面的程序:

    $ g++ test.cpp -lpthread -o test.o

    現在,執行程序,將產生下列結果:

    $ ./test.o

    Hello Runoob!

    Hello Runoob!

    Hello Runoob!

    Hello Runoob!

    Hello Runoob!

    以下簡單的實例代碼使用 pthread_create() 函數創建了 5 個線程,并接收傳入的參數。每個線程打印一個 "Hello Runoob!" 消息,并輸出接收的參數,然后調用 pthread_exit() 終止線程。

    實例

    //文件名:test.cpp #include <iostream> #include <cstdlib> #include <pthread.h> using namespace std; #define NUM_THREADS 5 void *PrintHello(void *threadid) { // 對傳入的參數進行強制類型轉換,由無類型指針變為整形數指針,然后再讀取 int tid = *((int*)threadid); cout << "Hello Runoob! 線程 ID, " << tid << endl; pthread_exit(NULL); } int main () { pthread_t threads[NUM_THREADS]; int indexes[NUM_THREADS];// 用數組來保存i的值 int rc; int i; for( i=0; i < NUM_THREADS; i++ ){ cout << "main() : 創建線程, " << i << endl; indexes[i] = i; //先保存i的值 // 傳入的時候必須強制轉換為void* 類型,即無類型指針 rc = pthread_create(&threads[i], NULL, PrintHello, (void *)&(indexes[i])); if (rc){ cout << "Error:無法創建線程," << rc << endl; exit(-1); } } pthread_exit(NULL); }

    現在編譯并執行程序,將產生下列結果:

    $ g++ test.cpp -lpthread -o test.o

    $ ./test.o

    main() : 創建線程, 0

    main() : 創建線程, 1

    Hello Runoob! 線程 ID, 0

    main() : 創建線程, Hello Runoob! 線程 ID, 21

    main() : 創建線程, 3

    Hello Runoob! 線程 ID, 2

    main() : 創建線程, 4

    Hello Runoob! 線程 ID, 3

    Hello Runoob! 線程 ID, 4

    向線程傳遞參數

    這個實例演示了如何通過結構傳遞多個參數。您可以在線程回調中傳遞任意的數據類型,因為它指向 void,如下面的實例所示:

    實例

    #include <iostream> #include <cstdlib> #include <pthread.h> using namespace std; #define NUM_THREADS 5 struct thread_data{ int thread_id; char *message; }; void *PrintHello(void *threadarg) { struct thread_data *my_data; my_data = (struct thread_data *) threadarg; cout << "Thread ID : " << my_data->thread_id ; cout << " Message : " << my_data->message << endl; pthread_exit(NULL); } int main () { pthread_t threads[NUM_THREADS]; struct thread_data td[NUM_THREADS]; int rc; int i; for( i=0; i < NUM_THREADS; i++ ){ cout <<"main() : creating thread, " << i << endl; td[i].thread_id = i; td[i].message = (char*)"This is message"; rc = pthread_create(&threads[i], NULL, PrintHello, (void *)&td[i]); if (rc){ cout << "Error:unable to create thread," << rc << endl; exit(-1); } } pthread_exit(NULL); }

    當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:

    $ g++ -Wno-write-strings test.cpp -lpthread -o test.o

    $ ./test.o

    main() : creating thread, 0

    main() : creating thread, 1

    Thread ID : 0 Message : This is message

    main() : creating thread, Thread ID : 21

    Message : This is message

    main() : creating thread, 3

    Thread ID : 2 Message : This is message

    main() : creating thread, 4

    Thread ID : 3 Message : This is message

    Thread ID : 4 Message : This is message

    連接和分離線程

    我們可以使用以下兩個函數來連接或分離線程:

    pthread_join (threadid, status)

    pthread_detach (threadid)

    pthread_join() 子程序阻礙調用程序,直到指定的 threadid 線程終止為止。當創建一個線程時,它的某個屬性會定義它是否是可連接的(joinable)或可分離的(detached)。只有創建時定義為可連接的線程才可以被連接。如果線程創建時被定義為可分離的,則它永遠也不能被連接。

    這個實例演示了如何使用 pthread_join() 函數來等待線程的完成。

    實例

    #include <iostream> #include <cstdlib> #include <pthread.h> #include <unistd.h> using namespace std; #define NUM_THREADS 5 void *wait(void *t) { int i; long tid; tid = (long)t; sleep(1); cout << "Sleeping in thread " << endl; cout << "Thread with id : " << tid << " ...exiting " << endl; pthread_exit(NULL); } int main () { int rc; int i; pthread_t threads[NUM_THREADS]; pthread_attr_t attr; void *status; // 初始化并設置線程為可連接的(joinable) pthread_attr_init(&attr); pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE); for( i=0; i < NUM_THREADS; i++ ){ cout << "main() : creating thread, " << i << endl; rc = pthread_create(&threads[i], NULL, wait, (void *)&i ); if (rc){ cout << "Error:unable to create thread," << rc << endl; exit(-1); } } // 刪除屬性,并等待其他線程 pthread_attr_destroy(&attr); for( i=0; i < NUM_THREADS; i++ ){ rc = pthread_join(threads[i], &status); if (rc){ cout << "Error:unable to join," << rc << endl; exit(-1); } cout << "Main: completed thread id :" << i ; cout << " exiting with status :" << status << endl; } cout << "Main: program exiting." << endl; pthread_exit(NULL); }

    當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:

    main() : creating thread, 0

    main() : creating thread, 1

    main() : creating thread, 2

    main() : creating thread, 3

    main() : creating thread, 4

    Sleeping in thread

    Thread with id : 4 ...exiting

    Sleeping in thread

    Thread with id : 3 ...exiting

    Sleeping in thread

    Thread with id : 2 ...exiting

    Sleeping in thread

    Thread with id : 1 ...exiting

    Sleeping in thread

    Thread with id : 0 ...exiting

    Main: completed thread id :0 exiting with status :0

    Main: completed thread id :1 exiting with status :0

    Main: completed thread id :2 exiting with status :0

    Main: completed thread id :3 exiting with status :0

    Main: completed thread id :4 exiting with status :0

    Main: program exiting.

    更多實例參考:http://www.runoob.com/w3cnote/cpp-multithread-demo.html

    C++ 信號處理

    C++ Web 編程

    ztftrue

    ztf***e@gmail.com

    參考地址

    c++ 11 之后有了標準的線程庫:

    #include <iostream>

    #include <thread>

    std::thread::id main_thread_id = std::this_thread::get_id();

    void hello()

    {

    std::cout << "Hello Concurrent World\n";

    if (main_thread_id == std::this_thread::get_id())

    std::cout << "This is the main thread.\n";

    else

    std::cout << "This is not the main thread.\n";

    }

    void pause_thread(int n) {

    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(n));

    std::cout << "pause of " << n << " seconds ended\n";

    }

    int main() {

    std::thread t(hello);

    std::cout << t.hardware_concurrency() << std::endl;//可以并發執行多少個(不準確)

    std::cout << "native_handle " << t.native_handle() << std::endl;//可以并發執行多少個(不準確)

    t.join();

    std::thread a(hello);

    a.detach();

    std::thread threads[5]; // 默認構造線程

    std::cout << "Spawning 5 threads...\n";

    for (int i = 0; i < 5; ++i)

    threads[i] = std::thread(pause_thread, i + 1); // move-assign threads

    std::cout << "Done spawning threads. Now waiting for them to join:\n";

    for (auto &thread : threads)

    thread.join();

    std::cout << "All threads joined!\n";

    }

    之前一些編譯器使用 C++11 的編譯參數是 -std=c++11

    g++ -std=c++11 test.cpp -lpthread

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