C++ Linux环境下如何并发编程

在Linux环境下使用C++进行并发编程，主要有以下几种方式：

1. POSIX Threads (pthreads)

POSIX Threads 是一种标准的线程库，适用于大多数Unix-like系统，包括Linux。

基本步骤：

1. 包含头文件：

   #include <pthread.h>
   

2. 定义线程函数：

   void* thread_function(void* arg) {
       // 线程执行的代码
       return NULL;
   }
   

3. 创建线程：

   pthread_t thread_id;
   int result = pthread_create(&thread_id, NULL, thread_function, NULL);
   if (result != 0) {
       // 处理错误
   }
   

4. 等待线程结束：

   pthread_join(thread_id, NULL);
   

5. 销毁线程（可选）：

   pthread_exit(NULL);
   

示例代码：

#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 标准库线程

C++11 引入了标准库线程支持，提供了更现代和安全的接口。

基本步骤：

1. 包含头文件：

   #include <thread>
   

2. 定义线程函数：

   void thread_function() {
       // 线程执行的代码
   }
   

3. 创建线程：

   std::thread t(thread_function);
   

4. 等待线程结束：

   t.join();
   

5. 分离线程（可选）：

   t.detach();
   

示例代码：

#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. 异步任务（std::async）

std::async 提供了一种更高级的方式来执行异步任务，它会自动管理线程的创建和销毁。

基本步骤：

1. 包含头文件：

   #include <future>
   

2. 定义任务函数：

   int task_function() {
       // 任务执行的代码
       return 42;
   }
   

3. 启动异步任务：

   std::future<int> result = std::async(std::launch::async, task_function);
   

4. 获取任务结果：

   int value = result.get();
   

示例代码：

#include <iostream>
#include <future>

int task_function() {
    std::cout << "Task is running" << std::endl;
    return 42;
}

int main() {
    std::future<int> result = std::async(std::launch::async, task_function);
    std::cout << "Waiting for task to finish..." << std::endl;
    int value = result.get();
    std::cout << "Task finished with result: " << value << std::endl;
    return 0;
}

4. 并发容器和算法

C++11 及其后续版本还提供了一些并发容器和算法，如 std::atomic、std::mutex、std::lock_guard、std::unique_lock 等，用于实现线程安全的操作。

示例代码：

#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;
}

通过这些方法，你可以在Linux环境下使用C++进行高效的并发编程。选择哪种方法取决于你的具体需求和应用场景。

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