Connaissance technique approfondie de la programmation simultanée C++

La programmation simultanée peut être implémentée en C++ via une variété de technologies, notamment : Threads : permettent à plusieurs tâches de s'exécuter simultanément et de partager le même espace mémoire. Algorithmes parallèles : utilisez plusieurs cœurs de traitement pour exécuter simultanément différents blocs de données sur la même opération. Ces techniques peuvent être appliquées à divers scénarios du monde réel, tels que le traitement d'images multithread, pour améliorer les performances et la réactivité.

Initié technique à la programmation simultanée C++

La programmation simultanée est un élément essentiel du développement logiciel moderne, qui implique l'exécution simultanée de plusieurs tâches pour améliorer les performances et la réactivité. En C++, la concurrence peut être obtenue grâce à diverses techniques, notamment les threads et les algorithmes parallèles.

Threads

Les threads sont des unités de concurrence légères programmées par le système d'exploitation. Chaque thread possède sa propre pile et son propre ensemble de registres, mais partage le même espace mémoire. Cela signifie que les threads peuvent effectuer différentes tâches en même temps et accéder aux mêmes variables globales. L'extrait de code suivant montre comment utiliser les threads :

#include <thread>
#include <iostream>

using namespace std;

void thread_function() {
    cout << "Hello from a thread!" << endl;
}

int main() {
    thread t1(thread_function);
    t1.join();
    
    return 0;
}

Cet exemple crée un nouveau thread pour exécuter une thread_function, puis attend qu'elle se termine. thread_function，然后等待它完成。

并行算法

并行算法使用多个处理核心同时执行相同操作的不同数据块。C++ 中的标准库提供了 std::thread 库，它包含了用于并行算法的便利函数，例如 std::parallel_for：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <parallel/algorithm>

using namespace std;

int main() {
    vector<int> v(1000000);
    
    parallel_for(v.begin(), v.end(), [](int& i) { i *= 2; });
    
    return 0;
}

此示例使用 parallel_for

Algorithmes parallèles

Les algorithmes parallèles utilisent plusieurs cœurs de traitement pour effectuer la même opération sur différents morceaux de données simultanément. La bibliothèque standard en C++ fournit la bibliothèque std::thread, qui contient des fonctions pratiques pour les algorithmes parallèles, telles que std::parallel_for :

#include <thread>
#include <vector>
#include <opencv2/opencv.hpp>

using namespace cv;
using namespace std;

void process_image(Mat& image, int start_row, int end_row) {
    for (int i = start_row; i < end_row; i++) {
        for (int j = 0; j < image.cols; j++) {
            // 执行图像处理操作...
        }
    }
}

int main() {
    Mat image = imread("image.jpg");
    
    vector<thread> threads;
    int num_threads = 4;
    int rows_per_thread = image.rows / num_threads;
    
    for (int i = 0; i < num_threads; i++) {
        threads.push_back(thread(process_image, ref(image), i * rows_per_thread, (i + 1) * rows_per_thread));
    }
    
    for (auto& thread : threads) {
        thread.join();
    }
    
    return 0;
}

Cet exemple utilise parallel_for Multiplie chaque élément du vecteur donné par 2 en parallèle.

🎜Cas pratique : traitement d'images multithread🎜🎜🎜La programmation simultanée a de nombreuses applications dans le monde réel. Voici un exemple d'utilisation de threads pour accélérer le traitement de l'image : 🎜rrreee🎜 Cet exemple divise l'image en blocs de lignes et utilise des threads pour traiter chaque bloc en parallèle. 🎜

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