C++详解如何实现两个线程交替打印
更新时间：2022年08月26日 10:08:01 作者：小小酥诶
这篇文章主要介绍了使用C++库实现两个线程交替打印，一个线程打印奇数、一个线程打印偶数，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
首先简单搭一个框架，让两个线程先尝试实现交替打印。
//实现两个线程交替打印
#include <iostream>
#include <thread>
using namespace std;
int main(void)
{
int n = 100;
int i = 0;
//创建两个线程
thread t1([&n, &i](){
while (i < n)
{
cout << i << " ";
i++;
}
});
thread t2([&n, &i]() {
while (i < n)
{
cout << i << " ";
i++;
}
});
if (t1.joinable())
{
t1.join();
}
if (t2.joinable())
{
t2.join();
}
return 0;
}为了让我们更加清楚是哪个线程打印了，我们需要获取线程的ID。
#include <iostream>
#include <thread>
using namespace std;
int main(void)
{
int n = 100;
int i = 0;
//创建两个线程
thread t1([&n, &i](){
while (i < n)
{
cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl;
i++;
}
});
thread t2([&n, &i]() {
while (i < n)
{
cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl;
i++;
}
});
if (t1.joinable())
{
t1.join();
}
if (t2.joinable())
{
t2.join();
}
return 0;
}
这显然没有完成两个线程交替打印的目的，甚至数据的打印都非常地乱。这是因为i是临界资源，多个线程争抢访问临界资源可能会造成数据二义，线程是不安全的，需要保证任意时刻只有一个线程能够访问临界资源。
所以创建一个互斥量，并在临界区合适的地方加锁和解锁。由于线程的执行函数我使用了lambda表达式，为了让两个线程使用的是同一把锁，把锁创建在了main函数内，并在lambda表达式内使用了引用捕捉。
#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
using namespace std;
int main(void)
{
int n = 100;
int i = 0;
mutex mtx;
//创建两个线程
thread t1([&n, &i, &mtx](){
while (i < n)
{
mtx.lock();
cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl;
i++;
mtx.unlock();
}
});
thread t2([&n, &i, &mtx]() {
while (i < n)
{
mtx.lock();
cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl;
i++;
mtx.unlock();
}
});
if (t1.joinable())
{
t1.join();
}
if (t2.joinable())
{
t2.join();
}
return 0;
}在C++中，一般不直接操作锁，而是由类去管理锁。
//第一个管理锁的类 template <class Mutex> class lock_guard; //第二个管理锁的类 template <class Mutex> class unique_lock;
lock_guar类，只有构造和析构函数。一般用于加锁和解锁，这里进行简单的模拟：
//注意：为了使得加锁和解锁的是同一把锁
//需要使用引用
template <class Lock>
class LockGuard
{
public:
LockGuard(Lock &lck)
:_lock(lck)
{
_lock.lock();
}
~LockGuard()
{
_lock.unlock();
}
private:
Lock &_lock;
};unique_lock的成员方法就不仅仅是析构函数和构造函数。详见文档unique_lock介绍和使用。
这里将锁交给unique_lock类的对象进行管理。
int main(void)
{
int n = 100;
int i = 0;
mutex mtx;
//创建两个线程
thread t1([&n, &i, &mtx, &cv, &flag](){
while (i < n)
{
unique_lock<mutex> LockManage(mtx);
cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl;
i++;
}
});
thread t2([&n, &i, &mtx, &cv, &flag]() {
while (i < n)
{
unique_lock<mutex> LockManage(mtx);
cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl;
i++;
}
});
if (t1.joinable())
{
t1.join();
}
if (t2.joinable())
{
t2.join();
}
return 0;
}
线程是安全了，但如果其中一个线程竞争锁的能力比较强，那么可能会出现上面这种情况。
需要控制：一个线程执行一次后，如果再次去执行就不准许了，同时可以唤醒另一个进程去执行，如此循环往复达到交替打印的目的。所以可以增加一个条件变量，让某个线程在该条件变量下的阻塞队列等待。
C++库中线程在条件变量下的等待函数第一个参数注意是管理锁的类对象
int main(void)
{
int n = 100;
int i = 0;
mutex mtx;
condition_variable cv;
bool flag = false;
//创建两个线程
thread t1([&n, &i, &mtx, &cv, &flag](){
while (i < n)
{
unique_lock<mutex> LockManage(mtx);
//!flag为真，那么获取后不会阻塞，优先运行
cv.wait(LockManage, [&flag]() {return !flag; });
cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl;
i++;
}
});
thread t2([&n, &i, &mtx, &cv, &flag]() {
while (i < n)
{
unique_lock<mutex> LockManage(mtx);
//flag为假，竞争到锁后，由于条件不满足，阻塞
cv.wait(LockManage, [&flag]() {return flag; });
cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl;
i++;
}
});
if (t1.joinable())
{
t1.join();
}
if (t2.joinable())
{
t2.join();
}
return 0;
}这里flag以及lambda表达式的增加是非常巧妙的。flag的初始化值为false,让线程t2在[&flag]() {return false; }下等待，那么t2线程就会先执行。
线程t1竞争到了锁，但是由于不满足条件，会继续等待，所以就出现了上面的情况。
需要一个线程唤醒另一个线程之前，将flag的值进行修改。
int main(void)
{
int n = 100;
int i = 0;
mutex mtx;
condition_variable cv;
bool flag = false;
//创建两个线程
thread t1([&n, &i, &mtx, &cv, &flag](){
while (i < n)
{
unique_lock<mutex> LockManage(mtx);
//!flag为真，那么获取后不会阻塞，优先运行
cv.wait(LockManage, [&flag]() {return !flag; });
cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl;
i++;
flag = true;
cv.notify_one();
}
});
thread t2([&n, &i, &mtx, &cv, &flag]() {
while (i < n)
{
unique_lock<mutex> LockManage(mtx);
//flag为假，竞争到锁后，由于条件不满足，阻塞
cv.wait(LockManage, [&flag]() {return flag; });
cout << this_thread::get_id() << ": " << i << endl;
i++;
flag = false;
cv.notify_one();
}
});
if (t1.joinable())
{
t1.join();
}
if (t2.joinable())
{
t2.join();
}
return 0;
}最终，实现了两个线程交替打印（一个线程打印奇数、一个线程打印偶数）
到此这篇关于C++详解如何实现两个线程交替打印的文章就介绍到这了,更多相关C++线程交替打印内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！
您可能感兴趣的文章:
相关文章
枚举法的本质就是从所有候选答案中去搜索正确的解，枚举算法简单粗暴，他暴力的枚举所有可能，尽可能地尝试所有的方法，感兴趣的朋友来看看吧2022-05-05
这篇文章主要介绍了C++类型兼容规则详情，共有继承时，任何需要父类对象的地方，都能使用子类对象“替代”，这就是类型兼容规则，下面一起来了解文章相关内容吧2022-03-03
继友元知识过后，就到了今天的C++运算符重载的内容了，运算符重载是C++里比较重要的内容。这篇博文不会一下子讲完各种运算符重载，因为太多了了也不好吸收掌握，所以运算符重载我准备分多次记录和分享，那么接下来进入正文2022-11-11
本篇文章是对c++中求数组中最长递增子序列的方法进行了详细的分析介绍，需要的朋友参考下2013-05-05
VS未找到框架“.NETFramework,Version=v4.6.1”引用程序集的解决办法
本文主要介绍了VS未找到框架“.NETFramework,Version=v4.6.1”引用程序集的解决办法,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下2023-10-10
这篇文章主要介绍了C语言的逻辑控制,对C语言的逻辑控制有较为深入的剖析，需要的朋友可以参考下2014-07-07
Visual Studio 2022下载安装与使用超详细教程
这篇文章主要介绍了Visual Studio 2022最新版安装与使用教程,本文以社区版为例通过图文并茂的形式给大家介绍Visual Studio 2022安装使用，需要的朋友可以参考下2022-04-04
本文主要讲解C语言 常量,这里整理了 C语言常量的基础知识，并附代码示例和示例详细讲解，希望能帮助开始学习C 语言的同学2016-08-08
C中格式字符串printf()的一般形式为： %[标志][输出最小宽度][.精度][长度]类型， 其中方括号[]中的项为可选项。各项的意义介绍如下2013-09-09
在不少实际问题中有许多具有规律性的重复操作，因此在程序中就需要重复执行某些语句。一组被重复执行的语句称之为循环体，能否继续重复，决定循环的终止条件2021-10-10
最新评论