Linux C++编程中如何进行并发编程

在Linux环境下使用C++进行并发编程，可以采用多种方法。以下是一些常用的并发编程技术：

多线程：使用C++11引入的<thread>库来创建和管理线程。

#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>库来保护共享资源，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>库来实现线程间的同步。

#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; } 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..." << std::endl; { std::lock_guard<std::mutex> lck(mtx); ready = true; } cv.notify_all(); // 通知所有等待的线程 for (auto &th : threads) th.join(); return 0; }

原子操作：使用<atomic>库来进行无锁编程。

#include <iostream> #include <thread> #include <atomic> std::atomic<int> sharedValue(0); void incrementValue() { for (int i = 0; i < 1000; ++i) { sharedValue++; // 原子操作 } } int main() { std::thread t1(incrementValue); std::thread t2(incrementValue); t1.join(); t2.join(); std::cout << "Final value of sharedValue: " << sharedValue << std::endl; return 0; }

异步编程：使用<future>和<async>库来执行异步操作。

#include <iostream> #include <future> int compute(int x) { return x * x; } int main() { // 返回一个future对象，它将持有异步计算的结果 std::future<int> result = std::async(std::launch::async, compute, 4); // 可以继续做其他事情 std::cout << "Waiting for result..." << std::endl; // 获取异步操作的结果 std::cout << "Result: " << result.get() << std::endl; return 0; }

信号量：虽然C++标准库没有直接提供信号量的实现，但可以使用POSIX信号量（semaphore.h）或者自己封装一个。
管道和命名管道：使用<pipe>、<fcntl.h>等来进行进程间通信。
消息队列：使用POSIX消息队列（mqueue.h）或者System V消息队列来进行进程间通信。
共享内存：使用POSIX共享内存（shm_open.h）或者System V共享内存来进行进程间通信。
套接字：使用<sys/socket.h>等来进行网络编程，实现跨机器的并发。

选择合适的并发模型取决于具体的应用场景和需求。在实际编程中，可能需要结合使用多种技术来实现高效且健壮的并发程序。

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