C++并发编程基础：线程与进程

# 1. 简介

## 1.1 什么是并发编程

并发编程是指在程序设计中同时执行多个独立的计算过程或任务。这些任务可以是线程、进程或者是分布式系统中的并发实体。并发编程可以有效地提高程序的性能和响应能力。

## 1.2 为什么需要并发编程

随着计算机硬件的发展，多核处理器成为了主流。并发编程使得程序能够充分利用多核处理器的计算能力，提高程序的运行效率。并发编程还可以实现实时响应和并行计算，满足用户对于高性能和快速响应的需求。

## 1.3 线程与进程的概念

线程(Thread)是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它被包含在进程中，并与同一进程中的其他线程共享进程的资源。

进程(Process)是指在计算机中运行的程序，它拥有独立的内存空间和系统资源。一个进程可以包含多个线程，线程之间可以并发执行。

在后续章节中，我们将更加深入地学习关于线程和进程的知识，包括创建与销毁、调度与资源管理等。

# 2. 线程基础

### 2.1 什么是线程

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，也是程序执行的一条顺序流。在多线程程序中，每个线程都有独立的执行序列，可以同时执行不同的任务。与进程相比，线程的创建和销毁开销较小，通常在同一个进程中的多个线程可以共享相同的资源。

### 2.2 线程的创建与销毁

在Java中，创建一个线程可以继承Thread类，也可以实现Runnable接口。下面以Runnable接口的实现为例：

public class MyRunnable implements Runnable {
    public void run() {
        // 线程执行的任务
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);
        thread.start(); // 启动线程
    }
}

### 2.3 线程的调度与优先级

线程调度是操作系统对于多个线程按照一定策略分配CPU执行时间的过程。操作系统可以根据线程的优先级来进行调度，优先级高的线程被赋予更多的执行时间。Java中，可以使用setPriority()方法设置线程的优先级，取值范围为1-10。默认情况下，线程的优先级与创建它的线程相同。

public class MyRunnable implements Runnable {
    public void run() {
        // 线程执行的任务
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);
        thread.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); // 设置线程优先级为最低
        thread.start();
    }
}

### 2.4 线程的同步与互斥

多个线程同时访问共享资源可能会导致问题，如数据的不一致性和竞态条件。为了解决这些问题，可以使用同步机制和互斥机制来保证线程的安全访问共享资源。

在Java中，可以使用synchronized关键字来实现线程的同步和互斥。通过在方法或代码块前加上synchronized关键字，确保同一时间只有一个线程可以执行被同步的代码。

public class MyRunnable implements Runnable {
    private int count = 0;

    public synchronized void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            count++;
            System.out.println(count);
        }
    }
}

public class Main {
    public stati