多核编程实例

### 多核编程实例知识点详解 #### 一、多核编程概述 在现代计算环境中，多核处理器已经成为标准配置。为了充分利用多核架构的优势，软件开发者需要掌握多核编程技术，以便让应用程序能够并行执行任务，从而提高性能。本文档通过一系列C/C++示例代码，介绍了多核编程的基本概念和技术。 #### 二、多核编程中的线程创建与管理 ##### 1. Win32线程API：创建线程实例1 **知识点：** - **线程的概念与作用**：线程是程序执行流的最小单元，是操作系统能够进行运算调度的最小单位。 - **Win32线程API**：Windows平台提供了丰富的API来支持线程操作，例如`CreateThread`用于创建新线程。 - **线程函数**：每个线程都有一个关联的线程函数（或称为线程入口点），该函数定义了线程的行为。 - **线程状态管理**：通过`CREATE_SUSPENDED`标志可以创建一个挂起状态的线程，然后通过`ResumeThread`和`SuspendThread`函数来控制线程的运行和暂停状态。 **代码解析：** ```cpp DWORD WINAPI FunOne(LPVOID param) { while (1) { Sleep(1000); cout << "This is FunOne" << endl; } return 1; } // ... 创建线程的代码 ... HANDLE hand1 = CreateThread(NULL, 0, FunOne, NULL, CREATE_SUSPENDED, &lp1); HANDLE hand2 = CreateThread(NULL, 0, FunTwo, NULL, CREATE_SUSPENDED, &lp2); // 挂起线程后，等待用户输入 system("pause"); // 恢复线程执行 ResumeThread(hand1); ResumeThread(hand2); // 再次等待用户输入 system("pause"); ``` **总结：**这段代码展示了如何使用`CreateThread`函数创建线程，并且通过`CREATE_SUSPENDED`标志使新创建的线程处于挂起状态。随后通过`ResumeThread`恢复线程执行，以及通过`system("pause")`指令暂停程序，等待用户的键盘输入。 ##### 2. 使用`_beginthread`创建线程实例2 **知识点：** - `_beginthread`函数：是C/C++运行时库提供的函数，用于启动一个新的线程。 - **参数传递**：线程函数可以接收一个类型为`PVOID`的参数，允许主线程向子线程传递数据。 **代码解析：** ```cpp void ThreadFunc1(PVOID param) { Sleep(10000); cout << "This is ThreadFunc1" << endl; } // ... 主函数中创建线程 ... int main() { _beginthread(ThreadFunc1, 0, NULL); _beginthread(ThreadFunc2, 0, NULL); Sleep(3000); cout << "end" << endl; return 0; } ``` **总结：**这段代码使用了`_beginthread`函数创建两个线程，并在主函数中调用`Sleep`函数让主线程等待一段时间，然后再打印“end”。这种方式更适用于简单的线程创建场景。 ##### 3. 线程管理实例 **知识点：** - **线程管理**：包括创建、挂起、恢复、终止等操作。 - **用户交互**：通过`cin`获取用户输入来控制线程的状态。 **代码解析：** ```cpp DWORD WINAPI FunOne(LPVOID param) { while (true) { Sleep(1000); cout << "hello!"; } return 0; } // ... 主函数中创建线程 ... int main(int argc, char* argv[]) { HANDLE hand1 = CreateThread(NULL, 0, FunOne, (void*)&input, CREATE_SUSPENDED, &lp1); HANDLE hand2 = CreateThread(NULL, 0, FunTwo, (void*)&input, CREATE_SUSPENDED, &lp2); // 通过用户输入控制线程状态 while (true) { cin >> input; if (input == 1) { ResumeThread(hand1); ResumeThread(hand2); } if (input == 2) { SuspendThread(hand1); SuspendThread(hand2); } if (input == 0) { TerminateThread(hand1, 1); TerminateThread(hand2, 1); } if (input == 9) return 0; } return 0; } ``` **总结：**这个示例通过用户输入来控制线程的状态，实现了线程的创建、挂起、恢复和终止等功能。这种方式非常适合于需要实时控制线程行为的应用场景。 #### 三、同步——全局变量 **知识点：** - **全局变量**：在整个程序范围内都可以访问的变量。 - **线程同步**：由于多个线程可能同时访问同一个全局变量，因此需要采取措施确保数据的一致性。 **代码解析：** ```cpp int globalvar = false; DWORD WINAPI ThreadFunc(LPVOID pParam) { cout << "ThreadFunc" << endl; Sleep(200); globalvar = true; return 0; } int main() { // ... 创建线程 ... } ``` **总结：**在这个例子中，定义了一个全局变量`globalvar`，并在线程函数`ThreadFunc`中修改其值。需要注意的是，在多线程环境下，直接修改全局变量可能会导致数据竞争问题。通常需要使用互斥量（Mutex）、信号量（Semaphore）等机制来保护共享资源。 ### 总结 本文档通过几个具体的C/C++示例代码，详细介绍了多核编程中的线程创建、线程管理以及线程同步等基本概念和技术。通过学习这些示例，读者不仅可以了解多核编程的基础知识，还可以掌握一些实用的编程技巧。