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C++学习之线程详解

2022-02-21 15:07 作者:后端攻城狮哇  | 我要投稿

多线程是开发中必不可少的,往往我们需要多个任务并行,就需要多线程开发;就好比图像检测和图像结果的处理,这就是一个可闭环的任务,用多线程是可以加速这个任务的;

线程的状态

就绪态:线程能够运行,正在等待处理机资源;

运行态:正在运行,可能有多个线程处于运行态;

阻塞态:线程由于等待某些条件而无法运行,例如IO、锁、互斥量等;

终止态:线程从起始函数返回或被取消;

多线程的构建

有三种方式可以构建多线程,前提是都需要引入pthread.h这个头文件;

1、函数;

2、仿函数;

3、Lambda表达式;

三者的本质都是在调用函数;

上面代码为最简单线程的一个构造;

join函数是一个等待线程完成函数,主线程需要等待子线程运行结束才可以结束;还有一个detach的函数,会让线程在后台运行,需要等到程序退出才结束;

计算时间

计算时间在这里介绍两种方式:

一、程序运行时间

这种方式和系统时间无关,一般用来调试时打印时间;

二、chrono

这个方式用系统时间进行计算,在实际程序中用这个方式;

共享资源和互斥锁

引入互斥锁原因:当有两个线程共享一块资源时,容易造成冲突,也就是上个线程还没结束就进行下个线程,举个例子就是读写操作,添加互斥锁可以很好的解决这个冲突问题;

互斥锁是个简单的加锁方法,互斥锁只有两种状态:上锁(lock)和解锁(unlock);

互斥锁特点:

1、原子性:把一个互斥量锁定为一个原子操作,这意味着如果一个线程锁定了一个互斥量,没有其他线程在同一时间可以成功锁定这个互斥量;

2、唯一性:如果一个线程锁定了一个互斥量,在它解除锁定之前,没有其他线程可以锁定这个互斥量;

3、非繁忙等待:如果一个线程已经锁定了一个互斥量,第二个线程又试图去锁定这个互斥量,则第二个线程将被挂起(不占用任何cpu资源),直到第一个线程解除对这个互斥量的锁定为止,第二个线程则被唤醒并继续执行,同时锁定这个互斥量。

互斥锁的使用:

condition_variable

condition_variable条件变量可以阻塞(wait)调用的线程直到使用(notify_one或notify_all)通知恢复为止

使用案例:

线程池

作用:每一个任务都起一个线程,这样的效率是不高的,起一个线程池,哪个线程空闲就来处理任务,这样的结构高效;

实现思想:管理一个任务队列,一个线程队列,然后每次取一个任务队列分配给一个线程去做,循环反复;

这里参考一个Github:https://gitcode.net/mirrors/progschj/threadpool?utm_source=csdn_github_accelerator


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