Apakah rangka kerja dan perpustakaan pengaturcaraan serentak dalam C++? Apakah kelebihan dan batasan masing-masing?

Rangka kerja pengaturcaraan serentak C++ dengan pilihan berikut: utas ringan (std::benang Boost serentak OpenMP untuk pemproses berbilang pemproses berprestasi tinggi (TBB); Perpustakaan (cpp-Concur).

Rangka Kerja dan Pustaka Pengaturcaraan Serentak dalam C++: Penjelasan dan Perbandingan Terperinci

Pengaturcaraan serentak adalah penting untuk aplikasi moden, membolehkan kod berjalan serentak dalam berbilang rangkaian atau proses, meningkatkan prestasi dan tindak balas. C++ menyediakan rangkaian rangka kerja pengaturcaraan serentak dan perpustakaan, masing-masing mempunyai kelebihan dan batasan uniknya sendiri.

1. Thread (std::thread)

Thread ialah mekanisme konkurensi ringan yang disediakan dalam perpustakaan standard C++. Ia membolehkan anda melaksanakan kod dalam utas berasingan tanpa menggunakan rangka kerja peringkat lebih tinggi.

Kelebihan: Ringan, mudah digunakan, overhed rendah.

Keterbatasan: Menguruskan benang dan operasi penyegerakan adalah menyusahkan dan memerlukan penyelenggaraan manual kitaran hayat benang dan mekanisme penyegerakan.

2. Boost bekas dan algoritma serentak

Pustaka Boost menyediakan satu siri bekas dan algoritma serentak, seperti versi serentak std::list, std::map dan std::sort. Bekas dan algoritma ini menggunakan mekanisme penguncian untuk mencapai keselamatan benang, membenarkan berbilang benang mengakses struktur data dikongsi secara serentak.

Kelebihan: Benang-selamat dan mudah digunakan.

Had: Mungkin mempunyai overhed tambahan dan mungkin tidak sesuai untuk aplikasi serentak.

3. OpenMP

OpenMP ialah API untuk sistem berbilang pemproses memori. Ia membolehkan anda menentukan kawasan selari dalam kod anda menggunakan arahan pragma, dan pengkompil menukar kawasan ini menjadi kod selari pada masa penyusunan.

Kelebihan: Mudah digunakan, sesuai untuk aplikasi intensif pengiraan, keselarian boleh dioptimumkan oleh pengkompil.

Keterbatasan: Hanya tersedia pada penyusun dan platform yang menyokong OpenMP, mungkin sukar untuk nyahpepijat.

4. TBB (Blok Binaan Benang)

TBB ialah rangka kerja konkurensi berprestasi tinggi yang dibangunkan oleh Intel. Ia menyediakan satu set primitif dan abstraksi yang direka untuk memudahkan pengaturcaraan selari. TBB menggunakan penguraian tugas, penjadualan mencuri kerja dan pengoptimuman lokaliti cache untuk mencapai prestasi tinggi.

Kelebihan: Prestasi tinggi, kebolehskalaan yang baik, dan mudah digunakan.

Keterbatasan: Bergantung kepada platform dan pengkompil, mungkin memerlukan penalaan tambahan.

5. C++ Concurrency Interop Library (cpp-Concur)

cpp-Concur ialah rangka kerja concurrency merentas platform yang dibangunkan oleh Microsoft. Ia menyediakan satu siri primitif untuk penjadualan tugas, penyegerakan dan komunikasi, mencapai keserasian merentas platform pada platform dan penyusun yang berbeza.

Kelebihan: Merentas platform, fleksibel dan mudah digunakan.

Penghadan: Mungkin mempunyai overhed yang lebih tinggi daripada rangka kerja lain, dokumentasi mungkin tidak menyeluruh seperti rangka kerja lain.

Kes praktikal:

Berikut ialah contoh mudah menggunakan bekas serentak Boost:

#include <boost/thread/shared_mutex.hpp>
#include <boost/thread.hpp>

using namespace std;
using namespace boost;

shared_mutex mtx;
unordered_map<int, string> shared_data;

void writer_thread() {
  unique_lock<shared_mutex> lock(mtx);
  shared_data[1] = "foo";
}

void reader_thread() {
  shared_lock<shared_mutex> lock(mtx);
  cout << shared_data[1] << endl;
}

int main() {
  boost::thread writer(writer_thread);
  boost::thread reader(reader_thread);

  writer.join();
  reader.join();

  return 0;
}

Dalam contoh ini, kami menggunakan shared_mutex untuk melindungi data kongsi dan membenarkan operasi baca dan tulis serentak.

Atas ialah kandungan terperinci Apakah rangka kerja dan perpustakaan pengaturcaraan serentak dalam C++? Apakah kelebihan dan batasan masing-masing?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!