手撕线程池:
1.进程:进程就是运行中的程序
2.线程的最大数量取决于CPU的核数
3.创建线程 thread t1;
在使用多线程时,由于线程是由上至下走的,所以主程序要等待线程全部执行完才能结束否则就会发生报错。通过thread.join()来实现
但是如果在一个比较严谨的项目中,我们最好在使用join函数的时候先判断一下是不是可以使用join函数,可以通过joinable函数来判断 它返回的是一个bool值。
join函数是阻塞的,当线程函数没有执行完时,整个程序是卡在join函数的位置。
线程函数可以传参数,如下图所示:
4.在使用多线程时,要注意几个问题:
线程函数中数据未定义的错误
1.传递临时变量的问题:
在传递参数时如果参数是临时变量,那么这个程序会报错,是无法编译的。所以 我们可以使用ref函数来传递引用类型,这样程序就可以正常运行了。
2.传递指针或引用指向局部变量的问题
如下图所示: a是一个局部的变量,它只在test上是有效的,存放在栈区,如果test结束调用return(void 可以隐藏return)a变量的地址就被释放掉了,那么线程函数无法取到a的引用,所以会报错,解决方法就是将a定义成全局变量。
3.传递指针或引用指向已经释放的内存的问题
4.类对象可能被释放掉,
所以可以引出智能指针share_ptr来管理这个类的对象,防止因为某些原因将对象a释放掉导致地址a的丢失, 通过引入指针可以,但是最后还是要记得释放指针所占用的内存,所以引出了智能指针。
5.如何确定你的线程是线程安全的?
如果多线程的程序每次运行结果与单线程运行结果始终是一样的,那么你的线程就是线程安全的
6.互斥量死锁
两个线程相互等待导致的死锁
解决方法就是改变一下获取锁的顺序就好了。
让先获取m的线程m和m2都获取,这样就不会出现互相等待的情况了。
7.lock_guard
lock_guard是C++标准库中的一种互斥量封装类,用于保护共享数据,防止多个线程同时访问同一资源而导致的数据竞争的问题。特点如下:
1.当构造函数被调用时,该互斥量会被自动锁定。
2.当析构函数被调用时,该互斥量会被自动解锁。
std::lock_guard对象不能复制或移动,因此他只能在局部作用域中使用。因为在源码中他禁用了拷贝构造和等号。
8.unique_lock
用于管理互斥量(mutex)的锁定和解锁操作。它提供了比直接使用std::lock_guard更灵活的互斥量管理方式。
函数try_lock_for()可以等待一段时间,正常的锁是一直等待的,而这个unique_lock可以支持,时间到之后就不等了,直接返回掉。
9.std::call_once
它是 C++ 标准库中的一个函数模板,用于保证某个函数在多线程环境下仅被调用一次。它与懒汉模式的单例实现等场景密切相关,有助于解决多线程中初始化资源时可能出现的多次初始化问题。
10.实现生产者消费者模型:
11.线程池:
emplace_ back和push_back()区别;
push_back()会执行一个拷贝构造,它会创建一个临时对象,然后将这个临时对象复制或者移动到容器的末尾。
emplace_back直接调用构造函数,它直接在容器的末尾就地构造元素,避免了创建临时对象的开销(如果构造函数的参数可以直接用来初始化对象的话)。
#include<iostream>
#include<thread>
#include<functional>
#include<mutex>
#include<condition_variable>
#include<vector>
#include<queue>
class ThreadPool {
public:
ThreadPool(int numThreads) :stop(false) {
for (int i = 0; i < numThreads; i++) {
threads.emplace_back([this] {//创建并添加一个新的线程。每个线程执行一个 lambda 函数
while (true) {
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
condition.wait(lock, [this] { return stop || !tasks.empty(); });//使用lambda表达式 如果为false 为空 阻塞在这里
//如果为true 代表任务队列不为空 就往下运行
if (stop && tasks.empty()) {
return;
}
std::function<void()> task(std::move(tasks.front()));
tasks.pop();
lock.unlock();
task();
}
});
}
}
~ThreadPool() {
{
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
stop = true;
}
condition.notify_all();
for (std::thread& thread : threads) {
thread.join();
}
}
template<typename F, typename... Args>
void enqueue (F&& f, Args&&... args){//...是可变参数包的语法标记,表示Args可以接受零个或多个类型参数
std::function<void()> task(std::bind(std::forward<F>(f), std::forward<Args...>));
{
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
tasks.emplace(std::move(task));
}
condition.notify_one();
}
private:
std::vector<std::thread> threads;
std::queue<std::function<void()>> tasks;
std::mutex mtx;
std::condition_variable condition;
bool stop;
};
int main() {
ThreadPool pool(4);
for (int i = 0; i < 8; ++i) {
pool.enqueue([i] {
std::cout << "Task " << i << " is running in thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
std::cout << "Task " << i << " is done" << std::endl;
});
}
return 0;
}
12.字符串转整形
#include<iostream>
#include<string>
int StrToInt(char* str) {//字符串转整形
int number=0;
while (*str!=0) {
number = number * 10 + *str - '0';
++str;
}
return number;
}
int main() {
char* ptr = new char[6];//分配能容纳6个字符(包括'\0')的内存
strcpy_s(ptr,6,"world");
std::cout<<StrToInt(ptr);
}