Ubuntu C++如何实现并发编程 - 问答

在Ubuntu上使用C++实现并发编程，你可以选择多种方法。以下是一些常见的并发编程技术：

多线程 - 使用C++11标准库中的<thread>头文件来创建和管理线程。

#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;
}

互斥锁 - 使用<mutex>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;
}

条件变量 - 使用<condition_variable>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...\n";
    go(); // go!

    for (auto &th : threads) th.join();

    return 0;
}

原子操作 - 使用<atomic>来执行无锁的线程安全操作。

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

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

void incrementCounter() {
    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
        counter++; // 原子操作
    }
}

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

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

    std::cout << "Counter: " << counter << std::endl;

    return 0;
}

异步任务 - 使用<future>和<async>来执行异步操作。

#include <iostream>
#include <future>

int asyncFunction() {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    return 42;
}

int main() {
    std::future<int> result = std::async(std::launch::async, asyncFunction);

    std::cout << "Waiting for the result...\n";
    int value = result.get(); // 获取异步操作的结果
    std::cout << "Got the result: " << value << std::endl;

    return 0;
}

并行算法 - C++17引入了并行算法，可以使用<execution>头文件中的执行策略来并行化标准库算法。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <execution>

int main() {
    std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 使用并行执行策略来排序
    std::sort(std::execution::par, v.begin(), v.end());

    for (int i : v) {
        std::cout<< i << ' ';
    }
    std::cout << '\n';

    return 0;
}

在编译C++程序时，如果你使用了C++11或更高版本的特性，确保在编译命令中添加-std=c++11（或更高版本的标志，如-std=c++17）以及-pthread（如果你使用了线程）。

例如：

g++ -std=c++11 -pthread your_program.cpp -o your_program

这些是C++中实现并发编程的一些基本方法。根据你的具体需求，你可能需要结合使用这些技术来实现更复杂的并发模式。

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