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文章标签 ‘多线程’

多线程编程中的一些原则

2018/03/19 183

关于 C++ 多线程编程一的些基本知识可以参考本博客的《C++11/14 新特性(多线程)》 ,《Unix线程基础》。本章不是多线程编程教程,而是个人经验的一些总结。这些经验有一些可能是不正确的,希望在今后的编程中实践、改进。

线程同步的四项基本原则:

  1. 最低限度地共享对象。对象尽量不要暴露给别的线程,如果需要暴露,优先考虑 immutable对象。否则尽量使用同步措施来充分地保护它
  2. 尽量使用高级地并发编程构件,如 任务队列、生产者消费者模式等
  3. 只用非递归的互斥器和条件变量,慎用读写锁,尽量少用信号量
  4. 除了使用 atomic 整数外,不要自己编写 lock-free 代码,也不要用”内核级”同步原语

互斥器 Mutex

mutex 是最常用的同步原语,它保护一个临界区,任何时候最多只能有一个线程能够访问 mutex 保护的域。使用 mutex 主要是为了保护共享数据。一般原则有:

  • 使用 RAII手法封装 mutex 的创建、销毁、加锁、解锁操作,充分保证锁的有效期等于其作用域,而不会因为中途返回或异常而忘记解锁。这类似于 Java 的synchronized 或 C# 的 using 语句。
  • 使用非递归的 mutex
  • 尽量不要人为地调用 lock()unlock()函数,将这些操作交给栈上的 guard 对象,利用其构造与析构函数。
  • 不要跨线程地加解锁,避免在不同的函数中分别加锁\解锁,避免在不同的语句分支中加锁\解锁
  • 每当构造 guard 对象时,需要考虑栈上已有的锁,防止因加锁顺序不同而导致死锁
  • 避免跨进程的 mutex, 进程间通讯尽量使用 TCP sockets

只使用非递归地 mutex

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C++11/14 新特性 (多线程)

2017/03/28 972

在 C++11 之前 ,C++ 标准并没有提供统一的并发编程标准,也没有提供语言级别的支持。这导致我们在编写可移植的多线程程序时很不方便,往往需要面向不同的平台进行不同的实现,或者引入一些第三方平台,如Boost,pthread_win32 等。 从C++11开始 ,对并发编程进行了语言级别的支持,使用使用C++进行并发编译方便了很多。这里介绍C++11并发编译的相关特性。

1 线程

1.1 线程的创建

std::thread 的构造函数如下:

我们只需要提供线程函数或函数对象,即可以创建线程,并可以同时指定线程函数的参数。

join函数将会阻塞线程,直到线程函数执行完毕,主线程才会接着执行。如果线程函数有返回值,返回值将被忽略。 在使用线程对象的过程中,我们需要注意线程对象的生命周期。如果线程对象先于线程函数结束,那么将会出现不可预料的错误。可以通过线程阻塞的方式来等待线程函数执行完(join),或让线程在后台执行。 如果不希望线程被阻塞,可以调用线程的 detach() 函数,将线程与线程对象分离。但需要注意的是,detach 之后的线程无法再使用join来进行阻塞了,即detach之后的线程,我们无法控制了。当我们不确定一个线程是否可以join时,可以先使用 thead::joinable() 来进行判断。

另外,我们还可以通过 std::bind, lambda 来创建线程(其实就是使用函数对象创建线程)。

线程不可以被复制,但是可以被移动:
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Unix线程基础

2016/05/24 1,501

1 线程标识

每个线程都有一个唯一标识:线程ID. 线程ID用 pthread_t 数据类型来表示,该结构体在不同的系统上有不同的实现,某些操作系统将其实现为 unsigned long ,某些操作系统将其实现为结构体。所有可移植代码中不可以对其直接比较,必须使用一个函数来对两个线程ID进行比较。

不同的实现方式带来的影响就是,不能使用一种可移植的方式来打印该数据类型的值。
获取当前线程:

2 线程创建

新增的线程可以通过调用pthread_create 函数来创建

新创建的线程从 start_routine 函数的地址开始运行。该函数有一个 void* 类型的指针做为参数。如果函数需要多个参数,需要将参数做为结构体,然后将结构体地址做为参数传入。 创建线程时并不能保证新增线程优先于其它线程先运行,这依赖于操作系统的线程实现与调度算法。

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