C++ 多執行緒程式設計的最佳實踐

多線程程式設計理解多線程概念，使用 std::thread 函式庫建立和管理線程，透過互斥鎖、條件變數和原子操作實現同步和通訊。實戰案例：利用多線程進行並行計算，將任務分配給多個線程，並累積結果以提高效率。

C 多執行緒程式設計的最佳實踐

理解多執行緒概念

多執行緒程式設計是一種並發程式設計範例，它允許同一時間執行多個任務。在 C 中，可以使用 std::thread 函式庫來輕鬆實作多執行緒。

建立和管理線程

要建立線程，可以使用std::thread 建構函式並傳遞一個可呼叫的物件作為參數：

#include <thread>

void print_hello() {
  std::cout << "Hello from a thread!" << std::endl;
}

int main() {
  std::thread t(print_hello);
  t.join();  // 等待线程完成执行
  return 0;
}

同步和通訊

當有多個執行緒存取共享資源時，同步和通訊至關重要。 C 提供了多種同步原語，包括：

• 互斥鎖 (Mutex)：允許一次只有一個執行緒存取臨界區。
• 條件變數 (Condition Variable)：允許執行緒等待某個條件滿足。
• 原子操作 (Atomic Operation)：提供執行緒安全的更新和讀取操作。

實戰案例：並行計算

以下是利用多執行緒進行並行計算的實戰案例：

#include <thread>
#include <vector>

std::vector<int> numbers;  // 输入数组

void calculate_sum(int start, int end, int& sum) {
  for (int i = start; i < end; i++) {
    sum += numbers[i];
  }
}

int main() {
  // 将输入数组分成多个部分
  std::vector<int> parts;
  int part_size = numbers.size() / 4;
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    parts.push_back(i * part_size);
  }
  parts.push_back(numbers.size());

  // 创建线程并分配每个部分的任务
  std::vector<std::thread> threads;
  std::vector<int> sums(4);
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    threads.push_back(std::thread(calculate_sum, parts[i], parts[i + 1], std::ref(sums[i])));
  }

  // 等待所有线程完成并累加结果
  for (auto& t : threads) {
    t.join();
  }
  int total_sum = accumulate(sums.begin(), sums.end(), 0);
  std::cout << "Total sum: " << total_sum << std::endl;

  return 0;
}

透過在多個執行緒上並行計算，該程式可以顯著提高計算效率。

以上是C++ 多執行緒程式設計的最佳實踐的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！