C++ 多线程编程要点总结

C++ 多线程编程要点总结：

1. 选择合适的线程库：
   • C++11 引入了 <thread> 头文件，提供了对线程的原生支持。
   • 也可以使用第三方库，如 Boost.Thread，它提供了更多高级功能和更好的跨平台兼容性。
2. 线程创建与管理：
   • 使用 std::thread 类创建新线程，并传入函数或可调用对象作为线程的入口点。
   • 确保线程在结束时能够正确清理资源，可以通过 join() 方法等待线程完成，或使用 detach() 方法让线程在后台运行。
3. 数据同步与共享：
   • 当多个线程需要访问共享数据时，使用互斥锁（如 std::mutex）来保护数据免受并发修改的影响。
   • 使用条件变量（如 std::condition_variable）来同步线程之间的操作，例如等待某个条件成立或通知其他线程。
   • 考虑使用原子操作（std::atomic）来处理简单的、固定大小的数据类型的并发访问。
4. 避免竞态条件：
   • 竞态条件是多线程编程中常见的问题，它发生在两个或更多线程同时访问和修改共享数据时。
   • 通过使用锁、条件变量和其他同步原语来避免竞态条件。
5. 死锁和活锁的预防：
   • 死锁是指两个或更多线程互相等待对方释放资源的情况，导致所有线程都无法继续执行。
   • 活锁是指线程不断改变状态以尝试解决问题，但实际上没有进展，类似于忙等待。
   • 仔细设计线程间的资源访问和锁的顺序，以避免死锁和活锁。
6. 线程安全和可重入性：
   • 确保你的代码是线程安全的，即多个线程可以同时访问而不会导致数据不一致或不可预测的行为。
   • 如果函数或方法可以在被一个线程调用时安全地被另一个线程调用，则称它是可重入的。确保你的代码是可重入的，特别是当使用递归锁或其他复杂锁策略时。
7. 线程优先级和调度：
   • 了解并合理设置线程的优先级，以确保重要的任务能够优先执行。
   • 注意不同操作系统对线程调度的处理方式可能有所不同。
8. 资源争用和性能优化：
   • 多线程编程可能会导致资源争用，从而降低性能。使用性能分析工具来识别和优化性能瓶颈。
   • 避免过度同步，只在必要时使用锁和其他同步机制。
9. 异常处理和线程安全：
   • 在多线程环境中，异常处理变得更加复杂。确保你的代码能够妥善处理线程中可能抛出的异常，并避免异常导致的线程终止或资源泄漏。
10. 测试和调试：
    • 多线程程序的测试和调试通常比单线程程序更困难。使用专门的线程调试工具和日志记录来帮助识别和解决问题。
    • 编写多线程单元测试，以验证线程之间的交互和共享数据的正确性。

通过遵循这些要点可以编写出更加健壮、高效且易于维护的多线程 C++ 程序。

更进一步地，可参见如下详细讨论：

1. 访问共享数据应遵循合理的同步机制
2. 避免在事务中通过路径多次访问同一文件
3. 避免在事务中多次非同步地访问原子对象
4. 避免死锁
5. 避免异步终止线程
6. 避免异步终止共享对象的生命周期
7. 避免虚假唤醒造成同步错误
8. 避免并发访问位域造成的数据竞争
9. 多线程环境中不可使用 signal 函数