C++ 函数库和标准模板库在多线程编程中的应用有哪些？

c++++ 函数库和 stl 为多线程编程提供了丰富工具，用于简化并行代码开发：线程同步：std::mutex、std::lock_guard 和 std::condition_variable 实现线程同步。原子数据类型：std::atomic<t> 实现线程安全地访问和修改内置类型。并行算法：std::thread、std::async 和 std::parallel_transform 用于创建和管理线程以及并行执行任务。并行容器：std::vector<t>、std::unordered_map<k, v> 和 std::queue<t> 提供线程安全的容器。

C++ 函数库和标准模板库在多线程编程中的应用

在多线程编程中，C++ 函数库和标准模板库（STL）提供了丰富的工具，可用于简化并行代码的开发。本文将探讨一些关键函数和容器的应用，并提供实际示例。

1. 线程同步：

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• std::mutex：用于保护共享数据免受并发访问。
• std::lock_guard：自动获取和释放锁。
• std::condition_variable：用于等待线程特定条件。

示例：

std::mutex m;
std::lock_guard<std::mutex> lock(m);

2. 原子数据类型：

• std::atomic<T>：提供线程安全的访问和修改内置类型。

示例：

std::atomic<int> counter = 0;

3. 并行算法：

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• std::thread：创建和管理线程。
• std::async：异步执行函数。
• std::parallel_transform：并行转换序列。

示例：

std::vector<int> vec;
std::transform(vec.begin(), vec.end(), vec.begin(), std::negate<int>());

4. 并行容器：

• std::vector<T>：线程安全的动态数组。
• std::unordered_map<K, V>：线程安全的无序关联容器。
• std::queue<T>：线程安全的队列。

示例：

std::unordered_map<std::string, int> dict;

实际案例：

并发文件写入：

std::vector<std::future<void>> futures;
for (const std::string& line : lines) {
  futures.push_back(std::async([&line, &filename] {
    std::ofstream file(filename, std::ios_base::app);
    file << line << std::endl;
  }));
}

这将并行将每一行写入文件，从而提高写入性能。

通过利用 C++ 函数库和 STL 中提供的工具，开发者可以创建高效且可伸缩的多线程应用程序。这些工具可轻松协调线程访问共享资源并实现并行执行，使软件能够充分利用现代多核处理器。

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