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這篇“C++怎么實(shí)現(xiàn)兩個(gè)線程交替打印”文章的知識(shí)點(diǎn)大部分人都不太理解,所以小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容,內(nèi)容詳細(xì),步驟清晰,具有一定的借鑒價(jià)值,希望大家閱讀完這篇文章能有所收獲,下面我們一起來看看這篇“C++怎么實(shí)現(xiàn)兩個(gè)線程交替打印”文章吧。
首先簡(jiǎn)單搭一個(gè)框架,讓兩個(gè)線程先嘗試實(shí)現(xiàn)交替打印。
//實(shí)現(xiàn)兩個(gè)線程交替打印 #include <iostream> #include <thread> using namespace std; int main(void) { int n = 100; int i = 0; //創(chuàng)建兩個(gè)線程 thread t1([&n, &i](){ while (i < n) { cout << i << " "; i++; } }); thread t2([&n, &i]() { while (i < n) { cout << i << " "; i++; } }); if (t1.joinable()) { t1.join(); } if (t2.joinable()) { t2.join(); } return 0; }
為了讓我們更加清楚是哪個(gè)線程打印了,我們需要獲取線程的ID。
#include <iostream> #include <thread> using namespace std; int main(void) { int n = 100; int i = 0; //創(chuàng)建兩個(gè)線程 thread t1([&n, &i](){ while (i < n) { cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl; i++; } }); thread t2([&n, &i]() { while (i < n) { cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl; i++; } }); if (t1.joinable()) { t1.join(); } if (t2.joinable()) { t2.join(); } return 0; }
這顯然沒有完成兩個(gè)線程交替打印的目的,甚至數(shù)據(jù)的打印都非常地亂。這是因?yàn)閕是臨界資源,多個(gè)線程爭(zhēng)搶訪問臨界資源可能會(huì)造成數(shù)據(jù)二義,線程是不安全的,需要保證任意時(shí)刻只有一個(gè)線程能夠訪問臨界資源。
所以創(chuàng)建一個(gè)互斥量,并在臨界區(qū)合適的地方加鎖和解鎖。由于線程的執(zhí)行函數(shù)我使用了lambda表達(dá)式,為了讓兩個(gè)線程使用的是同一把鎖,把鎖創(chuàng)建在了main函數(shù)內(nèi),并在lambda表達(dá)式內(nèi)使用了引用捕捉。
#include <iostream> #include <thread> #include <mutex> using namespace std; int main(void) { int n = 100; int i = 0; mutex mtx; //創(chuàng)建兩個(gè)線程 thread t1([&n, &i, &mtx](){ while (i < n) { mtx.lock(); cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl; i++; mtx.unlock(); } }); thread t2([&n, &i, &mtx]() { while (i < n) { mtx.lock(); cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl; i++; mtx.unlock(); } }); if (t1.joinable()) { t1.join(); } if (t2.joinable()) { t2.join(); } return 0; }
在C++中,一般不直接操作鎖,而是由類去管理鎖。
//第一個(gè)管理鎖的類 template <class Mutex> class lock_guard; //第二個(gè)管理鎖的類 template <class Mutex> class unique_lock;
lock_guar類,只有構(gòu)造和析構(gòu)函數(shù)。一般用于加鎖和解鎖,這里進(jìn)行簡(jiǎn)單的模擬:
//注意:為了使得加鎖和解鎖的是同一把鎖 //需要使用引用 template <class Lock> class LockGuard { public: LockGuard(Lock &lck) :_lock(lck) { _lock.lock(); } ~LockGuard() { _lock.unlock(); } private: Lock &_lock; };
unique_lock的成員方法就不僅僅是析構(gòu)函數(shù)和構(gòu)造函數(shù)。詳見文檔unique_lock介紹和使用。
這里將鎖交給unique_lock類的對(duì)象進(jìn)行管理。
int main(void) { int n = 100; int i = 0; mutex mtx; //創(chuàng)建兩個(gè)線程 thread t1([&n, &i, &mtx, &cv, &flag](){ while (i < n) { unique_lock<mutex> LockManage(mtx); cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl; i++; } }); thread t2([&n, &i, &mtx, &cv, &flag]() { while (i < n) { unique_lock<mutex> LockManage(mtx); cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl; i++; } }); if (t1.joinable()) { t1.join(); } if (t2.joinable()) { t2.join(); } return 0; }
線程是安全了,但如果其中一個(gè)線程競(jìng)爭(zhēng)鎖的能力比較強(qiáng),那么可能會(huì)出現(xiàn)上面這種情況。
需要控制:一個(gè)線程執(zhí)行一次后,如果再次去執(zhí)行就不準(zhǔn)許了,同時(shí)可以喚醒另一個(gè)進(jìn)程去執(zhí)行,如此循環(huán)往復(fù)達(dá)到交替打印的目的。所以可以增加一個(gè)條件變量,讓某個(gè)線程在該條件變量下的阻塞隊(duì)列等待。
C++庫中線程在條件變量下的等待函數(shù)第一個(gè)參數(shù)注意是管理鎖的類對(duì)象
int main(void) { int n = 100; int i = 0; mutex mtx; condition_variable cv; bool flag = false; //創(chuàng)建兩個(gè)線程 thread t1([&n, &i, &mtx, &cv, &flag](){ while (i < n) { unique_lock<mutex> LockManage(mtx); //!flag為真,那么獲取后不會(huì)阻塞,優(yōu)先運(yùn)行 cv.wait(LockManage, [&flag]() {return !flag; }); cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl; i++; } }); thread t2([&n, &i, &mtx, &cv, &flag]() { while (i < n) { unique_lock<mutex> LockManage(mtx); //flag為假,競(jìng)爭(zhēng)到鎖后,由于條件不滿足,阻塞 cv.wait(LockManage, [&flag]() {return flag; }); cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl; i++; } }); if (t1.joinable()) { t1.join(); } if (t2.joinable()) { t2.join(); } return 0; }
這里flag以及l(fā)ambda表達(dá)式的增加是非常巧妙的。flag的初始化值為false,讓線程t2在[&flag]() {return false; }
下等待,那么t2線程就會(huì)先執(zhí)行。
線程t1競(jìng)爭(zhēng)到了鎖,但是由于不滿足條件,會(huì)繼續(xù)等待,所以就出現(xiàn)了上面的情況。
需要一個(gè)線程喚醒另一個(gè)線程之前,將flag的值進(jìn)行修改。
int main(void) { int n = 100; int i = 0; mutex mtx; condition_variable cv; bool flag = false; //創(chuàng)建兩個(gè)線程 thread t1([&n, &i, &mtx, &cv, &flag](){ while (i < n) { unique_lock<mutex> LockManage(mtx); //!flag為真,那么獲取后不會(huì)阻塞,優(yōu)先運(yùn)行 cv.wait(LockManage, [&flag]() {return !flag; }); cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl; i++; flag = true; cv.notify_one(); } }); thread t2([&n, &i, &mtx, &cv, &flag]() { while (i < n) { unique_lock<mutex> LockManage(mtx); //flag為假,競(jìng)爭(zhēng)到鎖后,由于條件不滿足,阻塞 cv.wait(LockManage, [&flag]() {return flag; }); cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl; i++; flag = false; cv.notify_one(); } }); if (t1.joinable()) { t1.join(); } if (t2.joinable()) { t2.join(); } return 0; }
最終,實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)線程交替打?。ㄒ粋€(gè)線程打印奇數(shù)、一個(gè)線程打印偶數(shù))
以上就是關(guān)于“C++怎么實(shí)現(xiàn)兩個(gè)線程交替打印”這篇文章的內(nèi)容,相信大家都有了一定的了解,希望小編分享的內(nèi)容對(duì)大家有幫助,若想了解更多相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容,請(qǐng)關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。
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