使用C++創建多線程實現並發編程

一、C++多線程概述

C++是一門廣泛應用於操作系統、驅動程序、遊戲開發和網絡編程等領域的高級語言。而多線程是實現這些應用程序中關鍵的技術之一。多線程可以讓程序在同時進行多個任務時提高效率。在C++中，多線程是通過標準庫中的thread來實現的。通過thread可以創建新的線程並在不同的線程之間進行通信。

二、C++多線程使用步驟

要使用C++多線程，需要完成以下幾個步驟：

1、包含頭文件#include <thread>

2、使用std::thread創建新的線程

3、編寫線程函數

4、在主線程中調用std::thread對象的join()方法等待子線程結束

具體的實現如下：

#include <iostream>
#include <thread>

void threadFunc()
{
    //線程函數具體實現代碼
}

int main()
{
    std::thread t(threadFunc);
    t.join();

    return 0;
}

三、線程同步機制

當多個線程同時訪問共享數據時，容易出現數據衝突和不一致的問題。這時需要使用線程同步機制來保護共享資源。C++11提供了許多線程同步機制，包括：

1、互斥鎖（mutex）

2、條件變量（condition_variable）

3、原子變量（atomic）

互斥鎖是最常用的線程同步機制，它可以保護共享資源，只允許一個線程訪問。條件變量可以使線程等待某個條件成立後再繼續執行，可以避免忙等待（busy waiting）的問題。原子變量是一種特殊的數據類型，可以保證在多線程環境下的原子訪問。

四、C++多線程實例

下面是一個使用C++多線程實現並發編程的例子。該程序可以計算斐波那契數列。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <chrono>

using namespace std;

mutex mtx;

condition_variable cv;

int fibo = 1;

int a = 0;

void printFibo()
{
    unique_lock<mutex> ul(mtx);
    while(a <= 10)
    {
        cout << fibo << " ";
        int tmp = fibo;
        fibo += a;
        a = tmp;
        cv.notify_one();
        cv.wait(ul);
    }
}

void printCount(int n)
{
    unique_lock<mutex> ul(mtx);
    while(a <= 10)
    {
        cout << n << " ";
        ++n;
        cv.notify_one();
        cv.wait(ul);
    }
}

int main()
{
    thread t1(printFibo);
    thread t2(printCount, 1);

    t1.join();
    t2.join();

    return 0;
}

五、總結

使用C++創建多線程是實現並發編程必不可少的技術之一。標準庫中的thread提供了方便的多線程接口，配合互斥鎖、條件變量和原子變量等線程同步機制可以實現高效的多線程應用程序。在編寫多線程程序時需要注意線程之間的同步，防止數據衝突和不一致等問題的出現。