C++在Linux上如何高效利用多線程

在 Linux 上，C++ 可以通過使用多線程庫 <thread> 和 <mutex> 等高效地實現多線程

1. 包含頭文件： 在 C++ 代碼中，首先需要包含 <thread> 和 <mutex> 頭文件。

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

2. 創建線程： 使用 std::thread 類創建一個新線程。可以將要在線程中運行的函數作為參數傳遞給 std::thread 構造函數。

   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. 使用互斥鎖： 當多個線程訪問共享資源時，為了避免數據競爭和不一致，可以使用 std::mutex 類來保護共享資源。

   std::mutex mtx; // 創建互斥鎖
   
   void my_function(int id) {
       mtx.lock(); // 加鎖
       std::cout << "Hello from thread " << id << std::endl;
       mtx.unlock(); // 解鎖
   }
   

4. 使用條件變量： 當線程需要等待某個條件滿足時，可以使用 std::condition_variable 類。

   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; }); // 等待條件滿足
       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)); // 讓線程等待一段時間
       ready = true;
       cv.notify_one(); // 通知等待的線程
       t1.join();
   }
   

5. 使用原子操作： 對于簡單的數據類型，可以使用 std::atomic 類來避免數據競爭。

   #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. 使用線程池： 對于大量短暫的任務，可以使用線程池來減少線程創建和銷毀的開銷。C++ 中可以使用第三方庫，如 ThreadPool 或 cpp-taskflow。

總之，在 Linux 上使用 C++ 高效利用多線程需要了解線程的創建和管理、互斥鎖和條件變量的使用、原子操作以及線程池等概念。在實際開發中，還需要根據具體場景選擇合適的同步機制，以保持代碼的正確性和性能。