[C++知识库] 操作系统并发性（一）：线程、原子性

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[C++知识库]操作系统并发性（一）：线程、原子性

线程及线程与进程的区别

一个线程类似于独立的进程，只有一点区别：它们共享地址空间，从而可以访问相同的内存数据。多个线程可以运行在同一个CPU上，也可以运行在不同的CPU上。

线程是程序员创建的实体，但是被操作系统调度。

为什么有多线程程序

经典观点是一个程序只有一个执行点（一个PC），但这在有些情境下不适用。

比如我们要实现一个定时器功能：当时间达到S时，使程序离开当前PC，执行另一个模块。那么我们就需要给这个定时器创建一个线程。

所谓多线程程序就是该程序可能同时在执行多条指令，这些线程或者运行在不同的CPU上（真正意义的并发），或者通过上下文切换进行时分共享。

线程API

//头文件
#include <pthread.h>    //使用g++编译时需要添加属性 -l pthread
//数据结构(类似于进程列表)
pthread_t p1, p2;
//线程创建：pthread_create
void* mythred(void* arg);
rc = pthread_create(&p1, NULL, mythred, (void*)arg);assert(rc == 0)
rc = pthread_create(&p2, NULL, mythred, (void*)arg);assert(rc == 0);
//等待线程完成
pthread_join(p1, NULL);
pthread_join(p2, NULL);

我们创建线程的目的是为了让它执行特定的代码块（对应C语言的函数），所以在创建进程时，后两个参数指明了函数名与函数参数。
在等待线程完成时，第二个参数指明了函数的返回值。

具体细节请百度

共享内存引发的问题

一个简单的示例：

#include <iostream>
#include <pthread.h>

using namespace std;

static volatile int counter = 0;

void* mythred(void* arg)
{
    cout << "begin" << static_cast<char*>(arg) << endl;
    for (int i = 0; i < 1e7; i++)
        counter += 1;
    cout << "done" << static_cast<char*>(arg) << endl;
    return nullptr;
}
int main()
{
    cout << "hello world" << endl;
    pthread_t p1, p2;
    char A[] = "A", B[] = "B";
    int rc = pthread_create(&p1, NULL, mythred, static_cast<void*>(&A));assert(rc == 0)
    rc = pthread_create(&p2, NULL, mythred, static_cast<void*>(&B));assert(rc == 0);

    pthread_join(p1, NULL);
    pthread_join(p2, NULL);
    cout << counter << endl;
}