【读书笔记】第1章你好，C++并发世界

本文主要是介绍【读书笔记】第1章你好，C++并发世界，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1.1 什么是并发（concurrency）

并发是指两个或更多独立的活动同时发生。

1.1.1 计算机系统中的并发

大多数计算机只有一个处理器,具有单个处理单元(processing unit)或核心(core),如今还有很多这样的台式机。通过“这个任务做一会,再切换到别的任务,再做一会儿”的方式,让任务看起来是并行执行的。这种方式称为“任务切换(task switching)”。如今,我们仍然将这样的系统称为并发(concurrency):因为任务切换得太快,以至于无法感觉到任务在何时会被暂时挂起,而切换到另一个任务。
基于单芯多核处理器(多核处理器)的台式机，这些机器都能够真正的并行多个任务。我们称其为“硬件并发(hardware concurrency)”。
在这里插入图片描述
并发的两种方式:双核机器的真正并行 Vs. 单核机器的任务切换

即便是具有真正硬件并发的系统,也很容易拥有比硬件“可并行最大任务数”还要多的任务需要执行,所以任务切换在这些情况下仍然适用。
在这里插入图片描述四个任务在两个核心之间的切换

1.1.2并发的途径

多进程并发
将应用程序分为多个、独立的、单线程进程，这些独立的进程可以通过所有常规的进程间通信渠道互相传递信息（信号、套接字、文件、管道等）。
多线程并发
线程很像轻量级的进程:每个线程相互独立运行,且线程可以在不同的指令序列中运行。但是,进程中的所有线程都共享地址空间,并且所有线程访问到大部分数据———全局变量仍然是全局的,指针、对象的引用或数据可以在线程之间传递。

1.2为什么使用并发

主要原因有两个：关注点分离和性能。

1.2.1为了划分关注点而使用并发

在编写软件时，划分关注点总是个好主意。通过将相关的代码放在一起并将无关的代码分开，这种方法可以使你的程序更容易理解和测试，从而减少出错的可能。可以使用并发来分隔不同的功能区域，即使在这些不同功能区域的操作需要在同一时刻发生。
例如DVD的从光盘读取数据播放以及响应用户消息。

1.2.2为了性能而使用并发

第一,将一个单个任务分成几部分,且各自并行运行,从而降低总运行时间。这就是任务并行(task parallelism)。
在过程方面——一个线程执行算法的一部分,而另一个线程执行算法的另一个部分——或是在数据方面——每个线程在不同的数据部分上执行相同的操作(第二种方式)。后一种方法被称为数据并行(data parallelism)。

1.2.3什么时候不使用并发

不使用并发的唯一原因就是在收益比不上成本的时候。

1.3 在C++中使用并发和多线程

1.3.1 C++多线程历程

1988C++标准版不承认多线程的存在，并且各种语言要素的操作效果都以顺序抽象机的形式编写。

1.3.2 新标准中的并发支持

C++11有了全新的线程感知内存模型，C++标准库也被扩展了，包含了用于管理线程、保护共享数据、线程间同步操作、以及降低原子操作。
Boost线程库被用作新类型库所基于的主要模型，很多类与Boost中对应者共享命名和结构。

1.3.3 C++线程库的效率

1.3.4 平台相关的工具

为了能方便地访问那些工具而又不用放弃使用标准C++线程库带来的好处，C++线程库中的类型可以提供一个native_handle()成员函数，允许通过使用平台相关API直接操作底层实现。

1.4 开始入门

#include <iostream>
#include <thread>
void hello()
{std::cout<<"Hello Concurrent World\n";
}int main()
{std::thread t(hello);t.join();
}

在此并发程序中，主要增添了如下内容：
1、#include < thread>头文件，用于管理线程和类的在< thread>中声明，保护共享数据的函数和类在其它头文件中声明。
2、写信息的代码被移到了一个独立的函数中，每个线程必须具有一个初始函数(initial function)，新线程执行在这里开始。对于应用程序，初始线程是main()，对于std::thread对象拥有新函数hello()作为其初始函数。
3、该程序启动了一个全新的线程来实现标准输出，将线程一分为二，初始线程始于main(), 而新线程始于hello()。
4、启动新线程(hello() )后，初始线程继续执行，如果不等待新线程结束，讲自顾自的运行到main()结束，从而结束进程-有可能发生在新线程有机会运行之前。这也就是调用**join()**的原因。