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资源管理
资源
程序中符合先获取后释放#xff08;显式或隐式#xff09;规律的东西#xff0c;比如内存、锁、套接字、线程句柄和文件句柄等。RAII#xff1a; (Resource Acquisition Is Initialization),也称为“资源获取就是初始化”#xff0c;是C语言的一种管…并发
资源管理
资源
程序中符合先获取后释放显式或隐式规律的东西比如内存、锁、套接字、线程句柄和文件句柄等。RAII (Resource Acquisition Is Initialization),也称为“资源获取就是初始化”是C语言的一种管理资源、避免泄漏的惯用法。
unique_ptr shared_ptr
unique_ptr 是一个独立对象或者是数组的句柄unique_ptr 通过移动操作使得简单高效shared_ptr 很多方面和unique_ptr 相似 唯一区别是shared_ptr 通过拷贝操作而非移动操作。多个shared_ptr 共享该对象的所有权只有当最后一个 shared_ptr 被销毁时对象才被销毁。 shared_ptr 提供的垃圾回收机制需要慎重使用。 shared_ptr 使得对象的生命周期变得不那么容易掌控了除非在一定程度上一定要使用共享所有权否则别轻易使用shared_ptrshared_ptr 没有指定哪个拥有者有权读写对象当我们使用函数返回集合的时候不必使用指针因为如果定义了移动语义 在返回的时候会默认使用移动操作 并发
任务 和thread
线程(thread)是任务在程序中的系统级表示。thread 在 中定义
thread 的使用方法
#include iostream
#include thread
#include vector
#include config.h// thead 的使用
// 函数的参数这里必须是const 否则会报thread:120:44: error: static assertion failed: std::thread arguments must be invocable after conversion to rvalues
// 在多线程中使用io 操作需要考虑线程安全打印出来的字符服务保证输出内容的顺序
void f(const std::vectordouble v) {std::cout function f std::endl;
}
// 通过res 指针返回thread 的执行结果不美观的方法
// 不推荐使用此方法因为无法掌控res 什么时候写入了一般用消息队列或者使用condition 、promise等方式来实现返回结果
void f2(const std::vectordouble v, double* res) {}struct F {std::vectordouble v;F(std::vectordouble vv):v{vv} {}/* 如果不使用调用运算符重载 会编译报错 hread:120:44: error: static assertion failed: std::thread arguments must be invocable after conversion to rvalues*/void operator()() { // 调用运算符重载std::cout struct F operator std::endl;}};class Foo
{
public:void bar(){for (int i 0; i 5; i){std::cout 正在执行线程3\n;n;std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));}}int n 0;
};int main(int argc, char **argv) {std::vectordouble some_vec {1,2,3,4,5,6};std::vectordouble vec2{10,11,12,13};std::thread t1{f, some_vec}; // 在t1 的线程里面执行函数f, 参数是some_vecstd::thread t2{F{vec2}}; // 在t2 的县城里面执行函数 F 的调用运算符 参数是vec2double res;std::thread t3(f2, some_vec, res);Foo f;std::thread t4(Foo::bar, f); // t5 在对象 f 上运行 foo::bar()t1.join();t2.join();return 0;
}
thread 更多用法清参照cppreference
thread 共享数据
mutex // 访问数据排他处理condition_variable 允许一个thread 等待另外一个thread代码示例
class Message {
private:int msgId;
public:Message(int id) : msgId(id){}int getId() { return msgId;}
};std::queueMessage mMsgQueue;
std::condition_variable mCond;
std::mutex mMutex;void consumer() {while(true) {//std::cout wait mutex std::endl;std::unique_lockstd::mutex lck{mMutex};//std::cout wait condition std::endl;//while(mCond.wait(lck))/*do nothing*/;mCond.wait(lck);//std::cout after wait condition std::endl;auto m mMsgQueue.front();mMsgQueue.pop();std::cout get msg Id: m.getId() std::endl;// lck.unlock();}
}void producer() {int index 10;while(index 0) {Message msg(index);std::unique_lockstd::mutex lck{mMutex};mMsgQueue.push(msg);std::cout push msg Id: msg.getId() std::endl;lck.unlock(); //1mCond.notify_all();//std::cout after notify all: msg.getId() std::endl;//std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(20)); //2index--;}
}int main(int argc, char **argv) {std::thread t2(consumer);std::thread t1(producer);t1.join();t2.join();
}对于生产者-消费者模式理想状态下生产者生产一个消费者就消费一个但是实际并非如此 1 如果不主动调用lck.unlock(), lck 需要等到while(){} 进入下一个循环才会释放所以无论是否加 cosumer 线程得不到执行的契机可能和平台有关2 对于加了1 而没有2 的场合while 很快执行到下一个循环又立即执行到lck 也会导致在producer 执行过程中consumer 得不到执行 执行效果大致如下 而如果加了1 和2后 对于consume 如上图的处理方式获取一次锁只pop 一次数据会因为producer notify 和consumer 的wait 不是时间上不是匹配出现而导致数据没有被全部读取出来可以修改为如下方式 在获取到一次锁后把消息队列中的消息全部处理掉
void consumer() {while(true) {//std::cout wait mutex std::endl;std::unique_lockstd::mutex lck{mMutex};//std::cout wait condition std::endl;//while(mCond.wait(lck))/*do nothing*/;mCond.wait(lck);//std::cout after wait condition std::endl;while(!mMsgQueue.empty()) {auto m mMsgQueue.front();mMsgQueue.pop();std::cout get msg Id: m.getId() std::endl;}// lck.unlock();}
}执行效果大致如下 这样只是消费者不会立马消费掉生产者生产的数据但是即使没有12也不会导致消息得不到处理
任务通信
c 中主要提供了以下三种都定义在 头文件中。 future and promise 用来从一个独立线程上创建出的任务返回结果packaged_task 是帮助启动义务以及链接返回结果的机制async 以非常类似调用函数的方式启动一个任务
future and promis
允许两个任务间传输直而无须显示使用锁–“系统”高效地实现了这种传输。 当一个任务需要向另一个任务传输这个值时把它放入promise。c 实现会出现在对应的future 中。使用future 的get()函数如果值还未准备好线程会阻塞直至值准备好。如果get( )无法计算出来get()会抛一个异常系统或者从get() 得到数据的任务promise 的作用主要为future的get() 提供放置 操作set_value()) 和set_exception().
#include iostream
#include thread
#include future
#include functional
void work (std::promiseint px) {try {px.set_value(11);} catch (...) {px.set_exception(std::current_exception());}
}void result (std::futureint res) {try {int result res.get();std::cout recieve the result: result std::endl;} catch(...) {//std::coutexception std::current_exception() std::endl;}
}
int main(int argc, char **argv) {std::promiseint pro;std::futureint fut pro.get_future(); //binding the future and the promisestd::thread t1(work, std::ref(pro));std::thread t2(result, std::ref(fut));t1.join();t2.join();return 0;
} 可以看到使用步骤如下 声明promise定义future并且绑定promise 和future 二者的模板类型必须一致很好理解provise 设定的就是传给future 的使用promise 的set_value或者set_exception 传递值使用future 的get() 函数接收值(注意get是阻塞的) 这里使用了std::ref std::ref的使用场景 算法传递可调用对象而这些对象可能需要引用传递。在多线程之间共享数据但有希望通过引用传递数据而不是复制。std::ref可以使函数接受任何类型的引用而不仅仅是特定类型
packaged_task
packaged_task 简化了任务连接future promise.TODO
