C++學(xué)習(xí)之線程詳解
多線程是開發(fā)中必不可少的,往往我們需要多個任務(wù)并行,就需要多線程開發(fā);就好比圖像檢測和圖像結(jié)果的處理,這就是一個可閉環(huán)的任務(wù),用多線程是可以加速這個任務(wù)的;
線程的狀態(tài)
就緒態(tài):線程能夠運行,正在等待處理機資源;
運行態(tài):正在運行,可能有多個線程處于運行態(tài);
阻塞態(tài):線程由于等待某些條件而無法運行,例如IO、鎖、互斥量等;
終止態(tài):線程從起始函數(shù)返回或被取消;

多線程的構(gòu)建
有三種方式可以構(gòu)建多線程,前提是都需要引入pthread.h這個頭文件;
1、函數(shù);
2、仿函數(shù);
3、Lambda表達(dá)式;
三者的本質(zhì)都是在調(diào)用函數(shù);
上面代碼為最簡單線程的一個構(gòu)造;
join函數(shù)是一個等待線程完成函數(shù),主線程需要等待子線程運行結(jié)束才可以結(jié)束;還有一個detach的函數(shù),會讓線程在后臺運行,需要等到程序退出才結(jié)束;
計算時間
計算時間在這里介紹兩種方式:
一、程序運行時間
這種方式和系統(tǒng)時間無關(guān),一般用來調(diào)試時打印時間;
二、chrono
這個方式用系統(tǒng)時間進(jìn)行計算,在實際程序中用這個方式;
共享資源和互斥鎖
引入互斥鎖原因:當(dāng)有兩個線程共享一塊資源時,容易造成沖突,也就是上個線程還沒結(jié)束就進(jìn)行下個線程,舉個例子就是讀寫操作,添加互斥鎖可以很好的解決這個沖突問題;
互斥鎖是個簡單的加鎖方法,互斥鎖只有兩種狀態(tài):上鎖(lock)和解鎖(unlock);
互斥鎖特點:
1、原子性:把一個互斥量鎖定為一個原子操作,這意味著如果一個線程鎖定了一個互斥量,沒有其他線程在同一時間可以成功鎖定這個互斥量;
2、唯一性:如果一個線程鎖定了一個互斥量,在它解除鎖定之前,沒有其他線程可以鎖定這個互斥量;
3、非繁忙等待:如果一個線程已經(jīng)鎖定了一個互斥量,第二個線程又試圖去鎖定這個互斥量,則第二個線程將被掛起(不占用任何cpu資源),直到第一個線程解除對這個互斥量的鎖定為止,第二個線程則被喚醒并繼續(xù)執(zhí)行,同時鎖定這個互斥量。
互斥鎖的使用:
condition_variable
condition_variable條件變量可以阻塞(wait)調(diào)用的線程直到使用(notify_one或notify_all)通知恢復(fù)為止
使用案例:
線程池
作用:每一個任務(wù)都起一個線程,這樣的效率是不高的,起一個線程池,哪個線程空閑就來處理任務(wù),這樣的結(jié)構(gòu)高效;
實現(xiàn)思想:管理一個任務(wù)隊列,一個線程隊列,然后每次取一個任務(wù)隊列分配給一個線程去做,循環(huán)反復(fù);
這里參考一個Github:https://gitcode.net/mirrors/progschj/threadpool?utm_source=csdn_github_accelerator