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cpp如何让主线程等待,直到其他线程在周期内完成

在C++中,如果你想要让主线程等待其他线程完成它们的任务,你可以使用多种同步机制。以下是一些常用的方法:

1. 使用std::threadstd::future

std::futurestd::promise可以用来在线程之间传递结果,并且可以让主线程等待子线程完成。

代码语言:txt
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#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>

void worker(std::promise<int> result_promise) {
    // 模拟耗时操作
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
    result_promise.set_value(42); // 设置结果值
}

int main() {
    std::promise<int> result_promise;
    std::future<int> result_future = result_promise.get_future();

    std::thread t(worker, std::move(result_promise));

    // 主线程等待子线程完成
    int result = result_future.get(); // 阻塞直到结果可用
    std::cout << "Result: " << result << std::endl;

    t.join(); // 确保线程资源被正确释放
    return 0;
}

2. 使用std::condition_variable

std::condition_variable可以用来通知主线程某个条件已经满足,通常与std::mutex一起使用。

代码语言:txt
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#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;

void worker() {
    // 模拟耗时操作
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
        ready = true;
    }
    cv.notify_one(); // 通知等待的线程
}

int main() {
    std::thread t(worker);

    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
        cv.wait(lock, []{ return ready; }); // 阻塞直到条件满足
    }

    std::cout << "Worker thread has finished!" << std::endl;
    t.join();
    return 0;
}

3. 使用std::atomic

如果你只是需要简单的同步,而不需要传递数据,可以使用std::atomic变量。

代码语言:txt
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#include <iostream>
#include <thread>
#include <atomic>

std::atomic<bool> done(false);

void worker() {
    // 模拟耗时操作
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
    done = true;
}

int main() {
    std::thread t(worker);

    while (!done) {
        // 忙等待,实际应用中可能不是最佳选择
    }

    std::cout << "Worker thread has finished!" << std::endl;
    t.join();
    return 0;
}

应用场景

  • 并行计算:当有多个独立的任务可以并行执行时,可以使用多线程来提高程序的执行效率。
  • 后台任务:主线程可能需要等待后台任务完成,例如文件下载、数据处理等。
  • 用户界面响应:在图形用户界面程序中,主线程通常负责处理用户输入和更新界面,而其他线程负责执行耗时的操作,以避免阻塞用户界面。

注意事项

  • 在使用线程同步机制时,需要注意避免死锁和竞态条件。
  • std::futurestd::promise适用于需要传递结果的场景。
  • std::condition_variable适用于复杂的同步逻辑,需要配合std::mutex使用。
  • std::atomic适用于简单的布尔标志同步。

选择合适的同步机制取决于具体的应用场景和需求。在实际开发中,应根据具体情况选择最合适的同步策略。

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