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c++等待指令能用于哪些場景

c++
小樊
81
2024-11-21 01:09:10
欄目: 編程語言

C++中的等待指令(例如 std::this_thread::sleep_forstd::this_thread::yield)主要用于讓當前線程暫停執行一段時間或者主動讓出CPU時間片,以便其他線程有機會運行。以下是一些常見的應用場景:

  1. 延時執行:當你需要讓你的程序暫停一段時間(例如幾秒鐘或幾分鐘)時,可以使用等待指令。

    #include <iostream>
    #include <thread>
    #include <chrono>
    
    int main() {
        std::cout << "Starting...\n";
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3)); // 等待3秒
        std::cout << "Finished.\n";
        return 0;
    }
    
  2. 限制線程執行速度:在某些情況下,你可能希望限制線程的執行速度,以便更好地控制系統的資源使用。等待指令可以幫助你實現這一點。

    #include <iostream>
    #include <thread>
    #include <chrono>
    
    void print_numbers(int start, int end) {
        for (int i = start; i <= end; ++i) {
            std::cout<< i << std::endl;
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100)); // 每打印一個數字后等待100毫秒
        }
    }
    
    int main() {
        std::thread t1(print_numbers, 1, 10);
        std::thread t2(print_numbers, 11, 20);
    
        t1.join();
        t2.join();
    
        return 0;
    }
    
  3. 實現自旋鎖(spinlock):在多線程編程中,自旋鎖是一種簡單的同步機制。當一個線程嘗試獲取已被其他線程持有的鎖時,自旋鎖會讓線程持續檢查鎖的狀態,直到鎖變為可用狀態。等待指令可以用于實現這一過程。

    #include <iostream>
    #include <atomic>
    #include <thread>
    
    std::atomic<bool> lock = false;
    
    void spin_lock(int retries) {
        while (retries > 0) {
            if (!lock.exchange(true)) { // 嘗試獲取鎖,如果成功則返回false,否則返回true(表示鎖已被占用)
                return;
            }
            std::this_thread::yield(); // 等待一段時間后重試
            --retries;
        }
    }
    
    void unlock() {
        lock.store(false);
    }
    
    int main() {
        std::thread t1(spin_lock, 10);
        std::thread t2(unlock);
    
        t1.join();
        t2.join();
    
        return 0;
    }
    
  4. 與事件循環結合使用:在某些事件驅動的程序中,你可能需要等待特定事件的發生。等待指令可以與事件循環結合使用,以便在事件發生時執行相應的操作。

    #include <iostream>
    #include <thread>
    #include <chrono>
    #include <condition_variable>
    #include <mutex>
    
    std::mutex mtx;
    std::condition_variable cv;
    bool ready = false;
    
    void worker() {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
        cv.wait(lock, [] { return ready; }); // 等待ready變為true
        std::cout << "Ready!\n";
    }
    
    int main() {
        std::thread t(worker);
    
        {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
            ready = true; // 設置ready為true,以便worker線程可以繼續執行
        }
        cv.notify_one(); // 通知worker線程
    
        t.join();
    
        return 0;
    }
    

請注意,等待指令并不能保證線程會立即停止執行。它們只是讓線程暫停一段時間或者主動讓出CPU時間片。在實際應用中,你可能需要結合其他同步機制(如互斥鎖、條件變量等)來實現更復雜的線程同步。

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