Wielowątkowość w C++ ... od czego zacząć?

Question

Chciałbym rozpocząć naukę wielowątkowości w C++. Uczę się go również w Javie. W Javie, jeśli napiszę program, który używa wielowątkowości, będzie działał w dowolnym miejscu. Jednak w C++, wielowątkowość nie opiera się na API specyficznym dla platformy? Jeśli tak, to wydaje się, że przeszkadza to w przenoszeniu.

Jak wykonać wielowątkowość w C++ bez powodowania problemów z przenośnością? Czy biblioteka boost to thread dobre rozwiązanie?

Jako sidenote - w jaki sposób można nawet zaimplementować wielowątkowość jako bibliotekę? Czy nie jest to coś, co musi zrobić kompilator?

Answer 1

Jeśli nie masz kompilatora, który obsługuje C++0x jeszcze (dostępne z visual studio C++ 2010 na przykład), przypominającego stosowanie nici. (O ile nie korzystasz z frameworka, który obsługuje już wątkowanie, co nie jest prawdą - nie zadawałbyś tego pytania w inny sposób -). Wzmocnione wątki stały się standardem w zupełnie nowym C++. Przedtem C++ sam był wątkiem nieświadomym.

może być również interesujące dla ciebie, jeśli chcesz nauczyć się innych aspektów programowania równoległego.

Odnośnie Qt: jeśli potrzebujesz tylko obsługi wątków, oznacza to całkowitą przesadę. Ma strasznie powolny czas podróży w obie strony, od kompilacji do wyniku. To naprawdę dobrze zaprojektowana myśl. Ale nie oficjalny standard, jak wątki C++ 0x z boost. Dlatego nie brałbym tego jako pierwszego wyboru.

Answer 2

W C++, taktykanie jest specyficzne dla platformy. Jednak wiele bibliotek wątków zawiera niuanse wątków na różnych platformach, zapewniając jednolity interfejs API do pisania aplikacji z gwintami, dzięki czemu nie musisz się martwić szczegółami związanymi z platformą.

Biblioteka doładowania gwintów to bardzo dobre rozwiązanie.

Polecam również sprawdzenie numeru ACE.

Answer 3

również sprawdzić Qt

Answer 4

Aby zaoferować propozycję inną niż Boost, używam Pthreads (lub Pthreads-Win32 na Windows). Jest to biblioteka typu "zrób to sam" barebones, ale zapewnia wszystko, czego potrzebujesz i nic więcej. Jest bardzo lekki w porównaniu do Boosta i możesz łatwo znaleźć wokół niego wrappery C++, aby uzyskać wyższą poziom abstrakcji.

Answer 5

Zacznijmy od tyłu:

Jak to jest możliwe do wykonania gwintu w bibliotece?

Nie jest, przynajmniej nie w (czystym) C++. Wymaga to obsługi języka (kompilator jest tylko implementacją).

Obecnie 2 rzeczy są używane:

• kodu montażowym do niektórych części (jak w bibliotece pthread)
• szczegółowych instrukcji kompilatora dla innych (w zależności od kompilatora i platformy)

Obie są kruche i wymagają ogromnej ilości pracy do przenoszenia. Zasadniczo oznacza to wiele części w kodzie, aby przetestować kompilator i docelową architekturę, przetestować obsługę niektórych dyrektyw itp. ...

Dlatego uznano, że konieczne jest dodanie obsługi wątków w C++ 0x .

Jak wykonać wielowątkowość?

Jeszcze przed wyborem biblioteki należy wybrać metodę. Istnieją 2 sposoby programowania aplikacji wielowątkowych (i można je połączyć):

• komunikować się poprzez dzielenie: oznacza to, używając muteksy, operacje atomowe, itp ... można użyć pthread na platformach Linux, ale poleciłabym Boost.Thread (między innymi) za jego przenośność.
• Udostępnij, komunikując się: nowsze i dostosowane do rozproszonych obliczeń, wynika to z języków funkcjonalnych. Oznacza to przekazywanie wiadomości z jednego wątku do drugiego i nie dzielenie się żadnymi zasobami. Możesz użyć FastFlow lub Intela Thread Building Blocks aka TBB.

Można połączyć dwa, ale lepiej byłoby nie. Osobiście uważam, że opis FastFlow jest całkowicie niesamowity: zachęca do programowania bez blokady. Główną zaletą drugiej metody jest to, że jest lepiej dostosowana do programowania wielu procesów i skal do rozproszonych środowisk.

Na początek polecam skupienie się na jednym i zbudowanie z nim niektórych aplikacji. Kiedy czujesz się komfortowo, możesz wypróbować drugą, ale bądź gotowy, aby rozpocząć od nowa.

Answer 6

możesz również rozważyć openmp http://openmp.org. Obsługuje go wiele kompilatorów, w tym MS, GCC/G ++ i Intel. Chociaż nie można uzyskać wyraźnej kontroli nad wątkami, jej wyższego poziomu równoległość jest czasami bardziej wydajna (zarówno w czasie kodowania, jak i w czasie wykonywania), a kod jest znacznie łatwiejszy do zrozumienia. Nie pomoże ci to zbytnio, jeśli pracujesz z GUI, ale przy skalowalnych obliczeniach warto się przyjrzeć.

Answer 7

Biblioteka Boost Threading jest prawdopodobnie najlepszym miejscem do rozpoczęcia C++. Daje ci wątkowanie obiektów, a także wszystkie muteksy i obiekty kontrolne, których potrzebujesz do napisania działającej wielowątkowej aplikacji.

Answer 8

Jeśli robisz to w interesie, aby poszerzyć swoją wiedzę na temat różnych modeli programowania i umiejętności językowych, to biblioteka Boost byłaby dobrym sposobem. Jednak bardzo długo zastanawiałbym się nad faktycznym budowaniem aplikacji produkcyjnych wykorzystujących wielowątkowe C++.

C++ jest czasem wystarczającym wyzwaniem, aby uzyskać poprawność, bez zwiększania złożoności wielowątkowości w pamięci współdzielonej. Nawet najbardziej doświadczeni programiści zgodziliby się, że wielowątkowe programy są niezwykle trudne do zrozumienia i poprawne. Nawet najprostsze programy mogą szybko stać się trudne do przetestowania i debugowania po wielowątkowym.

Języki imperatywne, takie jak C++ lub Java lub C# (z ich zmiennymi zmiennymi, pamięcią wspólną i prymitywami blokującymi/sygnalizacyjnymi) są bardzo często najmniej przystępnym sposobem na próbę tworzenia aplikacji wielowątkowych. Zwykle są to doskonałe, jednoznaczne opcje implementacji, które pozwalają rozwiązać większość problemów związanych z przestrzenią użytkownika (w przeciwieństwie do jądra lub wbudowanych), w tym na komputerach wielordzeniowych.

Jeśli naprawdę chcesz zbudować niezawodne aplikacje "wielowątkowe", sugeruję wypróbowanie języków funkcyjnych, takich jak Erlang, Haskell, F # lub Clojure.

Answer 9

//This program explains how pthread works, here 5 thread are trying to update a global variable simultaneously but with locking synchronization in maintained 
#include<iostream> 
#include<pthread.h> 
using namespace std ; 

#define MAX_NO_THREAD 5 

    int global_sum = 0 ; 
    pthread_mutex_t lock ; //Declared global lock mutex object 

void *print_fun(void *arg) 
{ 
    cout<<"\nThread id : "<<(int)arg; 
    pthread_mutex_lock(&lock) ; //aquiring lock on piece of code 
    for (int j=0; j<100000000; j++) 
    { 
     global_sum++ ; 
    } 
    pthread_mutex_unlock(&lock) ; //reomving lock on peice of code 
    cout<<"\nGlobal Sum : "<<global_sum ; 
} 

int main() 
{ 
    int i = 0 ; 
    pthread_t threads_obj[MAX_NO_THREAD] ; //Initializing object array for thread 
    pthread_mutex_init(&lock, NULL) ; //Initalinzing lock object for thread 
    int st ; 
    for (i=0; i<5; i++) 
    { 
     pthread_create(&threads_obj[i], NULL, *print_fun, (void *)i) ;//Initializing threads calling function print_fun 
     pthread_join(threads_obj[i], 0) ; //Forcing main thread to main until these thread complete 
    } 
    pthread_mutex_destroy(&lock) ; //Destroying lock object 
} 



//compile this program using -lpthread option with g++ 
//g++ thread.cc -lpthread