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C++線程類如何處理線程間的通信

c++
小樊
96
2024-08-29 22:43:10
欄目: 編程語言

在C++中,可以使用標準庫中的std::thread類來創建和管理線程。為了實現線程間的通信,你可以使用以下方法:

  1. 使用互斥鎖(std::mutex)和條件變量(std::condition_variable):

互斥鎖用于保護共享數據,確保同一時間只有一個線程能訪問共享數據。條件變量用于線程間的同步,當一個線程需要等待另一個線程更新共享數據時,可以使用條件變量。

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

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
int shared_data = 0;

void thread1() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    shared_data = 42;
    cv.notify_one();
}

void thread2() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    cv.wait(lock, [] { return shared_data == 42; });
    std::cout << "Thread 2 received data: "<< shared_data<< std::endl;
}

int main() {
    std::thread t1(thread1);
    std::thread t2(thread2);

    t1.join();
    t2.join();

    return 0;
}
  1. 使用原子操作(std::atomic):

原子操作是線程安全的,可以在不使用互斥鎖的情況下實現線程間的通信。原子操作提供了一種在多線程環境中安全地訪問共享數據的方式。

#include<iostream>
#include<thread>
#include<atomic>

std::atomic<int> shared_data(0);

void thread1() {
    shared_data.store(42, std::memory_order_release);
}

void thread2() {
    int value = shared_data.load(std::memory_order_acquire);
    std::cout << "Thread 2 received data: "<< value<< std::endl;
}

int main() {
    std::thread t1(thread1);
    std::thread t2(thread2);

    t1.join();
    t2.join();

    return 0;
}
  1. 使用消息隊列或其他數據結構:

你還可以使用消息隊列、阻塞隊列或其他數據結構來實現線程間的通信。例如,可以使用std::queuestd::mutex來實現一個簡單的生產者-消費者模型。

#include<iostream>
#include<thread>
#include<queue>
#include <mutex>
#include<condition_variable>

std::queue<int> message_queue;
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;

void producer() {
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
        message_queue.push(i);
        cv.notify_one();
    }
}

void consumer() {
    while (true) {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
        cv.wait(lock, [] { return !message_queue.empty(); });
        int message = message_queue.front();
        message_queue.pop();
        if (message == -1) {
            break;
        }
        std::cout << "Received message: "<< message<< std::endl;
    }
}

int main() {
    std::thread t1(producer);
    std::thread t2(consumer);

    t1.join();

    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
        message_queue.push(-1);
        cv.notify_one();
    }

    t2.join();

    return 0;
}

這些方法可以幫助你實現C++線程間的通信。選擇合適的方法取決于你的具體需求和場景。

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