Part7: 多线程 | Zeroize的学习笔记

📄️ 1 - 多线程编程概述

几十年前，程序都是单线程的，CPU市场竞争的是最高频率。但在05年左右单核处理器的性能达到瓶颈，CPU市场开始竞争单个处理器芯片中的最多核心数目，多线程编程便开始发展，并成为主流。通过多线程编程课并行执行多个计算，充分利用系统中多个处理器单元。

本文将会介绍如何用``线程库创建一个线程，包括使用函数指针，可调用对象等方式创建；以及线程的阻塞/挂起操作；线程参数的传递；一些概念等内容。

在C++20中引入了std::thread相比，它：

原子类型允许原子访问，这意味着不需要额外的同步机制就可执行并发的读写操作。没有原子操作，递增变量就不是线程安全的。因为编译器首先将值从内存加载到寄存器中，递增后再把结果保存回内存。另一个线程可能在递增操作执行中接触到内存，导致数据争用。

对于简单数据（整数、布尔值等标量）的线程安全，使用原子操作就够了。但当数据更复杂且必须在多个线程中使用这些数据时，就得使用显式的同步机制。

条件变量允许一个线程堵塞，直到另一个线程设置某个条件或系统时间到达某个指定的时间。条件变量允许显式的线程间通信，如果熟悉Win32API的多线程编程，可将条件变量和Windows种的事件对象进行比较。

C++20提供了两种线程协调机制，std::barrier（屏障），允许任何数量的线程阻塞阻塞，直至期待数量的线程到达。

C++20提供了信号量semaphore，可用作其他同步机制（如mutex，latch，barrier）的构件块。

当线程结束执行时，不容易取回计算的结果。可以利用std::future获得线程运行的结果。