C++并发编程:线程间工作划分与同步机制
"线程间划分工作的技术-颜色传感器" 这篇资料是关于C++中的并行计算,特别是关于线程间划分工作技术的介绍。书中详细阐述了如何在多线程环境中有效地分配任务,以实现高效的并发执行。以下是各章节的主要知识点: **第1章:你好,C++的并发世界** - **1.1 何谓并发**:介绍了并发的基本概念,即多个任务在一段时间内交替执行,使得整体看起来像是同时进行。 - **1.2 为什么使用并发?**:解释了并发能够提高系统资源利用率和程序响应速度的原因。 - **1.3 C++中的并发和多线程**:讨论了C++语言如何支持并发编程,包括线程的创建和管理。 - **1.4 开始入门**:提供了初步接触并发编程的指南。 **第2章:线程管理** - **2.1 线程管理的基础**:讲解了线程的创建、启动、终止等基本操作。 - **2.2 向线程函数传递参数**:介绍了如何将参数传递给线程函数以执行特定任务。 - **2.3 转移线程所有权**:讨论了线程对象的所有权转移及其对线程生命周期的影响。 - **2.4 运行时决定线程数量**:说明了动态调整线程数量以适应不同负载的方法。 - **2.5 识别线程**:讲述了如何标识和区分不同的线程。 **第3章:线程间共享数据** - **3.1 共享数据带来的问题**:提出了多线程环境下共享数据可能导致的数据竞争和死锁问题。 - **3.2 使用互斥量保护共享数据**:介绍了互斥量(mutex)作为同步原语防止数据竞争的机制。 - **3.3 保护共享数据的替代设施**:提到了信号量、条件变量等其他同步工具。 **第4章:同步并发操作** - **4.1 等待一个事件或其他条件**:讲解了如何通过等待函数实现线程间的同步。 - **4.2 使用期望等待一次性事件**:介绍了预期等待(future)和承诺(promise)的概念。 - **4.3 限定等待时间**:讨论了设置等待超时的策略,以避免线程无限期阻塞。 - **4.4 使用同步操作简化代码**:介绍了各种同步原语如std::lock_guard和std::unique_lock用于简化锁的管理。 **第5章:C++内存模型和原子类型操作** - **5.1 内存模型基础**:解释了C++内存模型,确保多线程环境下的正确行为。 - **5.2 C++中的原子操作和原子类型**:介绍了std::atomic,用于实现线程安全的读写操作。 - **5.3 同步操作和强制排序**:讨论了内存顺序和数据依赖性对并发代码的影响。 **第6章:基于锁的并发数据结构设计** - **6.1 为并发设计的意义何在?**:探讨了为何需要为并发环境设计专门的数据结构。 - **6.2 基于锁的并发数据结构**:展示了如何在多线程环境下构建和使用锁保护的数据结构。 - **6.3 基于锁设计更加复杂的数据结构**:探讨了如何扩展到如队列、堆等更复杂的并发数据结构。 **第7章:无锁并发数据结构设计** - **7.1 定义和意义**:解释了无锁(lock-free)编程的概念,以及其优点和挑战。 - **7.2 无锁数据结构的例子**:给出了无锁栈、队列等实现示例。 - **7.3 对于设计无锁数据结构的指导建议**:提供了设计无锁数据结构的实践准则。 **第8章:并发代码设计** - **8.1 线程间划分工作的技术**:这是本资料的核心,详细介绍了如何高效地在多个线程之间划分工作,以优化性能和资源利用。 虽然具体内容没有给出,但可以推断第8章会涉及负载均衡、任务调度、工作窃取算法等主题。 **第9章:高级线程管理** - **9.1 线程池**:探讨了线程池技术,通过预先创建一组线程来重用,减少创建和销毁线程的开销。 - **9.2 中断**:讲解了如何安全地中断线程,处理长时间运行的任务或异常情况。 这本书深入浅出地涵盖了C++并行计算的各个方面,从基础概念到高级技术,为读者提供了一套完整的并发编程知识体系。
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