C++小品:她来听我的演唱会——C++11中的随机数、线程(thread)、互斥(mutex)和条件变
在新颁布的C++新标准C++11中,最令人激动人心的,我想不是auto关键字,也不是Lambda表达式,而是其中的对并行计算的支持——新的线程库(thread)的加入。
多核心CPU的普及应用,C++的主要应用领域,服务器程序,高性能计算等等,都对并行计算提出了新的要求,而这次C++中全新添加的线程库,就是对这一趋势的应对。现在,C++程序员可以轻松地编写多线程的程序,而无需借助系统API或者是第三方程序库的支持。线程库的加入给C++带来的变化,无异于194,翻身的程序员们把歌唱。
C++11中的线程库,很大程度上直接来自boost这块C++的试验田,其基本架构和组件都完全相同,如果你是一个boost线程库的使用者,那么在C++11中,你会感觉到是回到了老家一样,到处都是熟人。而如果你是一个完全的新手,也不要紧,C++11中的线程库非常简单,任何人都可以轻松上手,我就是这样,但是要深究,还得好好学习。
下面是一个简单的例子,用到了线程库中的线程(thread),互斥(mutex),条件变量(condition),来模拟一个演唱会的入场检票的场景,另外,为了模拟观众,用到了C++11中的新的随机数的产生,模拟一个正态分布的访客人群。不说了,还是看代码:
#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>
// 随机数
#include <random>
// 这里,我使用了boost实现的线程库,如果你的编译器已经支持C++11,则使用<thread>是一样的
#include <boost\thread.hpp>
#include <boost\thread\locks.hpp>
#include <boost\thread\condition.hpp>
using namespace std;
using namespace boost;
// 共享资源和互斥对象
mutex mtx;
bool finish = false; // 表示观众到来是否结束
// 观众,主要是为了表示检票过程中的检票耗费时间
class viewer
{
public:
void check()
{
// 线程等待
posix_time::milliseconds worktime(400);
this_thread::sleep(worktime);
}
void arrival(int t)
{
posix_time::seconds arrtime(t);
this_thread::sleep(arrtime);
}
};
// 检票口
// 它有一个队列,用于保存到来的观众,并且用一个线程来处理队列中的观众
class gate
{
typedef boost::mutex::scoped_lock scoped_lock;
public:
gate():count(0),no(0){};
// 启动线程
void start(int n)
{
no = n;
t = thread(&gate::check,this);
}
// 检票
void check()
{
// 无限循环,知道观众数为0且不会有新的观众到来
while(true)
{
viewer v;
{
// 锁定互斥对象,开始访问对列
scoped_lock lock(m);
if(0==vque.size()) // 如果队列为空
{
{
// 判断是否还会有新的观众到来,也即是表示到达的线程是否结束
scoped_lock finlk(mtx);
if(finish)
return; // 如果已经结束,检票也同样结束
}
// 如果观众数为0,则等待新的观众的到来
while(0 == vque.size())
{
// 这里的wait()是条件变量的关键,它会先是否lock所锁定的互斥对象m一定时间,
// 然后再次锁定,接着进行(0==vque.size())的判断。如此往复,知道size不等于0,
// 循环条件无法满足而结束循环,这里表达的条件就是,只有size!=0,也就是队列中有
// 观众才继续向下。
cond.wait(lock);
}
}
// 从对列中获得观众,对其进行检票
v = vque.front();
vque.pop();
cond.notify_one(); // 这里是通知添加观众的进程,表示队列已经有空位置了,可以添加新的观众
}
v.check();
++count;
}
}
// 将观众添加到队列
void add(viewer v)
{
// 同样运用条件变量,判断队列是否已经满了
// 只有在队列尚未满的情况下才向下继续
scoped_lock lock(m);
补充:软件开发 , C++ ,