linux c++多线程实例

Linux C++多线程编程实例

基础概念

多线程是指在一个程序中同时运行多个线程，每个线程执行不同的任务。在Linux环境下，C++多线程编程通常使用POSIX线程（pthread）库来实现。

优势

提高性能：通过并行执行任务，多线程可以显著提高程序的执行效率。
响应性：多线程可以使程序在执行长时间任务时仍然保持对用户输入的响应。
资源共享：线程之间可以共享内存和其他资源，便于数据交换和协作。

类型

用户级线程：由应用程序管理，操作系统内核不直接参与。
内核级线程：由操作系统内核管理，每个线程都有独立的内核栈。

应用场景

并发处理：如Web服务器同时处理多个客户端请求。
实时系统：需要在严格时间限制内完成任务的系统。
图形用户界面：保持界面的响应性，同时执行后台任务。

示例代码

以下是一个简单的Linux C++多线程示例，创建两个线程分别打印奇数和偶数：

#include <iostream>
#include <pthread.h>

using namespace std;

void* printOdd(void* arg) {
    for (int i = 1; i <= 100; i += 2) {
        cout << "Odd: "<< i << endl;
    }
    return NULL;
}

void* printEven(void* arg) {
    for (int i = 2; i <= 100; i += 2) {
        cout << "Even: "<< i << endl;
    }
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t thread1, thread2;

    // 创建线程1
    if (pthread_create(&thread1, NULL, printOdd, NULL) != 0) {
        cerr << "Failed to create thread1" << endl;
        return 1;
    }

    // 创建线程2
    if (pthread_create(&thread2, NULL, printEven, NULL) != 0) {
        cerr << "Failed to create thread2" << endl;
        return 1;
    }

    // 等待线程结束
    pthread_join(thread1, NULL);
    pthread_join(thread2, NULL);

    cout << "Main thread exiting." << endl;
    return 0;
}

编译与运行

使用g++编译并运行上述代码：

g++ -o multi_thread_example multi_thread_example.cpp -lpthread
./multi_thread_example

常见问题及解决方法

1. 线程安全问题

问题描述：多个线程同时访问共享资源可能导致数据不一致。

解决方法：使用互斥锁（mutex）或其他同步机制保护共享资源。

#include <mutex>

std::mutex mtx;

void safePrint(const std::string& msg) {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
    std::cout << msg << std::endl;
}

2. 死锁

问题描述：两个或多个线程互相等待对方释放资源，导致程序无法继续执行。

解决方法：确保锁的获取顺序一致，避免循环等待。

std::mutex mtx1, mtx2;

void threadFunc1() {
    std::lock(mtx1, mtx2);
    std::lock_guard<std::mutex> lock1(mtx1, std::adopt_lock);
    std::lock_guard<std::mutex> lock2(mtx2, std::adopt_lock);
    // 访问共享资源
}

void threadFunc2() {
    std::lock(mtx1, mtx2);
    std::lock_guard<std::mutex> lock1(mtx1, std::adopt_lock);
    std::lock_guard<std::mutex> lock2(mtx2, std::adopt_lock);
    // 访问共享资源
}

通过以上示例和解决方法，您可以更好地理解和应用Linux C++多线程编程。