Linux下C++多线程如何实现

在 Linux 下，使用 C++ 实现多线程可以通过以下步骤完成：

1. 包含头文件：首先，需要包含相应的头文件以使用多线程功能。对于 C++11 标准，需要包含 <thread> 头文件。

#include <thread>

2. 创建线程：可以使用 std::thread 类创建一个新的线程。传递一个可调用对象（如函数、函数对象或 lambda 表达式）作为线程执行的入口点。

void myFunction() {
    // 线程执行的代码
}

int main() {
    std::thread t(myFunction); // 创建一个新线程并执行 myFunction
    t.join(); // 等待线程完成
    return 0;
}

3. 线程同步：在多线程编程中，线程同步是一个重要的问题。C++ 提供了多种同步原语，如互斥锁（std::mutex）、条件变量（std::condition_variable）和原子操作（std::atomic）。

以下是一个使用互斥锁的示例：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

std::mutex mtx; // 创建互斥锁

void print_block(int n, char c) {
    mtx.lock(); // 加锁
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        std::cout << c;
    }
    std::cout << std::endl;
    mtx.unlock(); // 解锁
}

int main() {
    std::thread t1(print_block, 50, '*');
    std::thread t2(print_block, 50, '$');

    t1.join(); // 等待线程完成
    t2.join(); // 等待线程完成

    return 0;
}

4. 线程池：在某些情况下，可能需要创建大量线程来执行任务。在这种情况下，使用线程池可以更有效地管理资源。C++ 中可以使用第三方库（如 ThreadPool）实现线程池。

这是一个简单的线程池示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <functional>

class ThreadPool {
public:
    ThreadPool(size_t num_threads) {
        for (size_t i = 0; i < num_threads; ++i) {
            workers.emplace_back([this] {
                while (true) {
                    std::function<void()> task;
                    {
                        std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
                        condition.wait(lock, [this] { return stop || !tasks.empty(); });
                        if (stop && tasks.empty()) {
                            return;
                        }
                        task = std::move(tasks.front());
                        tasks.pop();
                    }
                    task();
                }
            });
        }
    }

    ~ThreadPool() {
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
            stop = true;
        }
        condition.notify_all();
        for (auto& worker : workers) {
            worker.join();
        }
    }

    template <typename F, typename... Args>
    void enqueue(F&& f, Args&&... args) {
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
            tasks.emplace([f, args...] { f(args...); });
        }
        condition.notify_one();
    }

private:
    std::vector<std::thread> workers;
    std::queue<std::function<void()>> tasks;
    std::mutex queue_mutex;
    std::condition_variable condition;
    bool stop = false;
};

void myTask(int id) {
    std::cout << "Task " << id << " is running in thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
}

int main() {
    ThreadPool pool(4);

    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        pool.enqueue(myTask, i);
    }

    return 0;
}

这些示例展示了如何在 Linux 下使用 C++ 创建和管理多线程。实际应用中可能需要根据具体需求进行更复杂的同步和通信操作。