C++在Linux上如何高效利用多线程

在 Linux 上，C++ 可以通过使用多线程库 <thread> 和 <mutex> 等高效地实现多线程

1. 包含头文件： 在 C++ 代码中，首先需要包含 <thread> 和 <mutex> 头文件。

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

2. 创建线程： 使用 std::thread 类创建一个新线程。可以将要在线程中运行的函数作为参数传递给 std::thread 构造函数。

   void my_function(int id) {
       std::cout << "Hello from thread " << id << std::endl;
   }
   
   int main() {
       std::thread t1(my_function, 1);
       std::thread t2(my_function, 2);
   }
   

3. 使用互斥锁： 当多个线程访问共享资源时，为了避免数据竞争和不一致，可以使用 std::mutex 类来保护共享资源。

   std::mutex mtx; // 创建互斥锁
   
   void my_function(int id) {
       mtx.lock(); // 加锁
       std::cout << "Hello from thread " << id << std::endl;
       mtx.unlock(); // 解锁
   }
   

4. 使用条件变量： 当线程需要等待某个条件满足时，可以使用 std::condition_variable 类。

   std::mutex mtx;
   std::condition_variable cv;
   bool ready = false;
   
   void my_function(int id) {
       std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
       cv.wait(lock, []{ return ready; }); // 等待条件满足
       std::cout << "Hello from thread " << id << std::endl;
   }
   
   int main() {
       std::thread t1(my_function, 1);
       std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); // 让线程等待一段时间
       ready = true;
       cv.notify_one(); // 通知等待的线程
       t1.join();
   }
   

5. 使用原子操作： 对于简单的数据类型，可以使用 std::atomic 类来避免数据竞争。

   #include <atomic>
   
   std::atomic<int> counter(0);
   
   void increment() {
       counter.fetch_add(1);
   }
   
   int main() {
       std::thread t1(increment);
       std::thread t2(increment);
       t1.join();
       t2.join();
       std::cout << "Counter: " << counter.load() << std::endl;
   }
   

6. 使用线程池： 对于大量短暂的任务，可以使用线程池来减少线程创建和销毁的开销。C++ 中可以使用第三方库，如 ThreadPool 或 cpp-taskflow。

总之，在 Linux 上使用 C++ 高效利用多线程需要了解线程的创建和管理、互斥锁和条件变量的使用、原子操作以及线程池等概念。在实际开发中，还需要根据具体场景选择合适的同步机制，以保持代码的正确性和性能。