【读书笔记】第1章 你好,C++并发世界

2024-09-01 12:48

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

  1. 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)。
    在这里插入图片描述

  2. 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。
    在这里插入图片描述

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。

1.5 小结

在这一章节中说了并发以及多线程的含义。并解释了一个简单的多线程示例。

这篇关于【读书笔记】第1章 你好,C++并发世界的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1126986

相关文章

C++右移运算符的一个小坑及解决

《C++右移运算符的一个小坑及解决》文章指出右移运算符处理负数时左侧补1导致死循环,与除法行为不同,强调需注意补码机制以正确统计二进制1的个数... 目录我遇到了这么一个www.chinasem.cn函数由此可以看到也很好理解总结我遇到了这么一个函数template<typename T>unsigned

C++统计函数执行时间的最佳实践

《C++统计函数执行时间的最佳实践》在软件开发过程中,性能分析是优化程序的重要环节,了解函数的执行时间分布对于识别性能瓶颈至关重要,本文将分享一个C++函数执行时间统计工具,希望对大家有所帮助... 目录前言工具特性核心设计1. 数据结构设计2. 单例模式管理器3. RAII自动计时使用方法基本用法高级用法

Web服务器-Nginx-高并发问题

《Web服务器-Nginx-高并发问题》Nginx通过事件驱动、I/O多路复用和异步非阻塞技术高效处理高并发,结合动静分离和限流策略,提升性能与稳定性... 目录前言一、架构1. 原生多进程架构2. 事件驱动模型3. IO多路复用4. 异步非阻塞 I/O5. Nginx高并发配置实战二、动静分离1. 职责2

深入解析C++ 中std::map内存管理

《深入解析C++中std::map内存管理》文章详解C++std::map内存管理,指出clear()仅删除元素可能不释放底层内存,建议用swap()与空map交换以彻底释放,针对指针类型需手动de... 目录1️、基本清空std::map2️、使用 swap 彻底释放内存3️、map 中存储指针类型的对象

C++ STL-string类底层实现过程

《C++STL-string类底层实现过程》本文实现了一个简易的string类,涵盖动态数组存储、深拷贝机制、迭代器支持、容量调整、字符串修改、运算符重载等功能,模拟标准string核心特性,重点强... 目录实现框架一、默认成员函数1.默认构造函数2.构造函数3.拷贝构造函数(重点)4.赋值运算符重载函数

Spring Security 前后端分离场景下的会话并发管理

《SpringSecurity前后端分离场景下的会话并发管理》本文介绍了在前后端分离架构下实现SpringSecurity会话并发管理的问题,传统Web开发中只需简单配置sessionManage... 目录背景分析传统 web 开发中的 sessionManagement 入口ConcurrentSess

C++ vector越界问题的完整解决方案

《C++vector越界问题的完整解决方案》在C++开发中,std::vector作为最常用的动态数组容器,其便捷性与性能优势使其成为处理可变长度数据的首选,然而,数组越界访问始终是威胁程序稳定性的... 目录引言一、vector越界的底层原理与危害1.1 越界访问的本质原因1.2 越界访问的实际危害二、基

MySQL中处理数据的并发一致性的实现示例

《MySQL中处理数据的并发一致性的实现示例》在MySQL中处理数据的并发一致性是确保多个用户或应用程序同时访问和修改数据库时,不会导致数据冲突、数据丢失或数据不一致,MySQL通过事务和锁机制来管理... 目录一、事务(Transactions)1. 事务控制语句二、锁(Locks)1. 锁类型2. 锁粒

c++日志库log4cplus快速入门小结

《c++日志库log4cplus快速入门小结》文章浏览阅读1.1w次,点赞9次,收藏44次。本文介绍Log4cplus,一种适用于C++的线程安全日志记录API,提供灵活的日志管理和配置控制。文章涵盖... 目录简介日志等级配置文件使用关于初始化使用示例总结参考资料简介log4j 用于Java,log4c

C++归并排序代码实现示例代码

《C++归并排序代码实现示例代码》归并排序将待排序数组分成两个子数组,分别对这两个子数组进行排序,然后将排序好的子数组合并,得到排序后的数组,:本文主要介绍C++归并排序代码实现的相关资料,需要的... 目录1 算法核心思想2 代码实现3 算法时间复杂度1 算法核心思想归并排序是一种高效的排序方式,需要用