脚本之家 服务器常用软件
快捷导航
您的位置：首页 → 软件编程 → C 语言 → C++线程交替打印

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

C++线程库，点击此处查看文档

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

  • 基于QT制作一个TCPServer与TCPClient的通信

    基于QT制作一个TCPServer与TCPClient的通信

    这篇文章主要为大家详细介绍了如何基于QT制作一个TCPServer与TCPClient的通信,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下
    2023-12-12
  • C语言中#pragma预处理指令的使用

    C语言中#pragma预处理指令的使用

    在所有的预处理指令中,#pragma指令可能是最复杂的了,它的作用是设定编译器的状态或者是指示编译器完成一些特定的动作,本文主要介绍了C语言中#pragma预处理指令的使用,感兴趣的可以了解一下
    2023-12-12
  • C++实现位图排序实例

    C++实现位图排序实例

    这篇文章主要介绍了C++实现位图排序,是比较重要的排序算法,需要的朋友可以参考下
    2014-08-08
  • 浅析如何在c语言中调用Linux脚本

    浅析如何在c语言中调用Linux脚本

    如何在c语言中调用Linux脚本呢？下面小编就为大家详细的介绍一下吧！需要的朋友可以过来参考下
    2013-08-08
  • C语言设计前中后队列实例代码

    C语言设计前中后队列实例代码

    队列最主要的作用就是用来管理数据流的,防止数据因为传输频率过快得不到及时处理而丢失,下面这篇文章主要给大家介绍了关于C语言设计前中后队列的相关资料,需要的朋友可以参考下
    2021-12-12
  • 一篇文章带你使用C语言编写内核

    一篇文章带你使用C语言编写内核

    内核是操作系统最核心的内容，主要提供硬件抽象层、磁盘及文件系统控制、多任务等功能，由于其涉及非常广泛的计算机知识，很少被人们所熟悉，因而披上了一层神秘的面纱
    2021-08-08
  • map插入自定义对象总结

    map插入自定义对象总结

    黑树在插入节点时，必须依照大小比对之后在一个合适的位置上执行插入动作。所以作为关键字，起码必须有“<”这个比较操作符
    2013-09-09
  • C++中cin的用法详细

    C++中cin的用法详细

    这篇文章主要介绍了C++中cin的用法详细,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
    2019-12-12
  • 素数判定算法的实现

    素数判定算法的实现

    这篇文章主要介绍了素数判定算法的实现,素数判定问题是一个非常常见的问题,本文介绍了常用的几种判定方法,需要的朋友可以参考下
    2014-08-08
  • OpenCV中Grabcut算法的具体使用

    OpenCV中Grabcut算法的具体使用

    本文主要介绍了OpenCV中Grabcut算法的具体使用，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
    2022-08-08

最新评论