第一章 你好,C++并發世界

C++并發

并發(concurrency): 主要包括 任務切換 與 硬件并發 兩類.

并發(concurrency) 實際上與 多線程(multithreading) 存在差異.

并發的種類

任務切換(task switching): 計算機在某一時刻只可以真正執行一個任務,但它可以每秒切換任務許多次.通過做一點這個任務然后再做一點別的任務,看起來像是任務在并行發生.這就是:任務切換(task switching).

硬件并發(hardware concurrency): 無論擁有多個處理器或一個多核處理器,這些計算機能夠真正并行運行超過一個任務.為了實行交替進行,系統在從一個任務切換到另一個時都需要進行 上下文切換(context switch).決定其效率最重要的因素是 硬件線程(hardware threads) 的數量.

并發的方法

多進程并發: 將應用程序分為多個獨立的單線程進程,它們通過通信互相傳遞信息.

多線程并發: 在單個進程中運行多個線程.

并發的應用情景

任務并行(task parallelism): 將一個單一任務分成幾部分并且各自并行執行,從而降低總運行時間.

數據并行(data parallelism): 一個線程執行算法的一部分,而另一個線程執行算法的另一部分;或者每個線程在不同的數據部分上執行相同的操作.

C++并發的特征

資源獲得即初始化(RAII): C++標準保證任何情況下,已構造的對象最終會銷毀,即它的析構函數最終會被調用.通過這種方式可以保證線程在退出相關作用域時互斥元被解鎖.

抽象懲罰(abstraction penalty): 與直接使用底層的低級工具相比,使用高級工具所帶來的實現成本一般會更多.

C++并發程序

我們前面已經學習過OpenMP解決并發問題的方式了,現在讓我們快速進入如何使用C++解決并發問題.

下面是一個常見的Hello World程序:

#include <iostream>

int main()
{
    std::cout << "Hello World!\n";
    return 0;
}

讓我們來將其并行化:

#include <iostream>
#include <thread>

void hello()
{
    std::cout << "Hello Concurrent World\n";
}

int main()
{
    std::thread t(hello);
    t.join();
    return 0;
}

這是我們第一個通過C++執行并行化的程序,這很值得我們慶祝,不是嗎?

晚上去吃門口的那個什么銅鼎鍋吧,記得吃麻醬碟(