C++多線程程序怎么理解

本篇內(nèi)容主要講解“C++多線程程序怎么理解”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學(xué)習(xí)“C++多線程程序怎么理解”吧!

CP.1: 設(shè)想你的代碼會成為多線程程序的一部分

Reason（原因）

很難確定現(xiàn)在不需要并發(fā)或者將來的某個時間也不會使用。代碼會被重用的。沒有使用線程的庫有可能被使用線程的、程序的其它部分使用。注意本準(zhǔn)則對于功能庫具有最大的緊迫性，而對于單獨的應(yīng)用程序就沒什么緊迫性。然而，隨著時間的推移，代碼片段會出現(xiàn)在意想不到的地方。

Example, bad（反面示例）

double cached_computation(double x)
{
    // bad: these statics cause data races in multi-threaded usage
    static double cached_x = 0.0;
    static double cached_result = COMPUTATION_OF_ZERO;

    if (cached_x != x) {
        cached_x = x;
        cached_result = computation(x);
    }
    return cached_result;
}

Although cached_computation works perfectly in a single-threaded environment, in a multi-threaded environment the two static variables result in data races and thus undefined behavior.

雖然緩存計算可以在單線程環(huán)境中運行得很完美，但在多線程環(huán)境中，兩個靜態(tài)變量處于數(shù)據(jù)競爭狀態(tài)，因此會導(dǎo)致無定義的行為。

Example, good（范例）

struct ComputationCache {    double cached_x = 0.0;    double cached_result = COMPUTATION_OF_ZERO;
    double compute(double x) {        if (cached_x != x) {            cached_x = x;            cached_result = computation(x);        }        return cached_result;    }};

這段代碼中，緩存數(shù)據(jù)存作為ComputationCache對象的數(shù)據(jù)成員存儲，而不是靜態(tài)的狀態(tài)數(shù)據(jù)。這個重構(gòu)從根本上將決定權(quán)向上委托給調(diào)用者：單線程程序可以繼續(xù)使用全局的ComputationCache實例，而多線程程序可以每個線程管理一個ComputationCache實例，或者每個上下文一個實例，這個上下文可以有多種解釋。重構(gòu)的函數(shù)不再試圖管理cached_x的內(nèi)存分配。從這個角度來講，這算是單獨責(zé)任原則的一個應(yīng)用。

在這個特定的例子中，目的在于線程安全的重構(gòu)同時提高了單線程環(huán)境中的重用性。不難想象單線程有可能需要兩個用于程序不同部分的ComputationCache實例，而不會發(fā)生緩存數(shù)據(jù)的相互覆蓋。

存在很多其他的方式，其中一個是為了在標(biāo)準(zhǔn)的多線程環(huán)境（即，使用并發(fā)的唯一形式std::thread）中運行的代碼中增加線程安全處理。

• Mark the state variables as thread_local instead of static.

• 將狀態(tài)變量定義為線程內(nèi)部的局部變量而不是靜態(tài)變量。
  

• Implement concurrency control, for example, protecting access to the two static variables with a static std::mutex.

• 實現(xiàn)并發(fā)控制，例如，使用靜態(tài)的std::mutex保護(hù)對兩個靜態(tài)變量的訪問。
  

• Refuse to build and/or run in a multi-threaded environment.

• 拒絕在多任務(wù)環(huán)境中編譯或執(zhí)行代碼。
  

• Provide two implementations: one for single-threaded environments and another for multi-threaded environments.

• 提供兩種實現(xiàn)：一個用于單線程環(huán)境，另一個用于多線程環(huán)境。
  

  
  

Exception（例外）

Code that is never run in a multi-threaded environment.

永遠(yuǎn)不會運行于多線程環(huán)境的代碼。

需要小心的是：存在很多事例本來被認(rèn)為永遠(yuǎn)不會運行于多線程程序的代碼最后成為多線程程序的一部分，通常是幾年之后。一般來講，為這樣的程序消除數(shù)據(jù)競爭會非常痛苦。因此，一旦決定代碼永遠(yuǎn)不會在多線程環(huán)境中運行，應(yīng)該清晰地標(biāo)記出來，而且最好同時提供編譯和運行時的強制機制以盡早捕捉錯誤的用法。

到此，相信大家對“C++多線程程序怎么理解”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！