c++ 关于线程 2

::atomic_bool 详解

std::atomic_bool 是 C++11 引入的一个原子布尔类型，它允许你在多线程环境中安全地对布尔值进行原子操作，而无需额外的同步机制（如互斥锁）。然而，值得注意的是，在 C++11 及以后的版本中，推荐使用 std::atomic<bool> 而不是 std::atomic_bool，因为 std::atomic<bool> 是 std::atomic_bool 的特化版本，并且 std::atomic<T> 提供了一个更通用的模板化接口。

基本使用

首先，你需要包含 <atomic> 头文件来使用 std::atomic<bool>。

#include <atomic>  
  
std::atomic<bool> flag(false); // 初始化一个原子布尔值

原子操作

你可以使用以下操作来安全地修改和读取 std::atomic<bool> 的值：

store(bool desired): 存储一个新值。
load(std::memory_order order = std::memory_order_seq_cst): 加载当前值。
exchange(bool desired, std::memory_order order = std::memory_order_seq_cst): 用新值替换当前值，并返回旧值。
compare_exchange_weak(bool& expected, bool desired, std::memory_order success = std::memory_order_seq_cst, std::memory_order failure = std::memory_order_seq_cst): 如果当前值等于 expected，则用 desired 替换它，并返回 true。否则，将 expected 设置为当前值，并返回 false。
compare_exchange_strong(bool& expected, bool desired, std::memory_order success = std::memory_order_seq_cst, std::memory_order failure = std::memory_order_seq_cst): 与 compare_exchange_weak 类似，但通常不提供“可能失败”的弱保证。

另外，std::atomic<bool> 还重载了大多数算术和位操作符，如 operator=、operator++、operator--、operator&= 等，但它们通常不适用于布尔类型，所以你可能只会用到 operator= 和 operator==、operator!= 等比较操作符。

示例

#include <atomic>  
#include <thread>  
#include <iostream>  
  
std::atomic<bool> flag(false);  
  
void worker_thread() {  
    while (!()) {  
        // 等待标志位变为 true  
    }  
    std::cout << "Worker thread is running!\n";  
}  
  
int main() {  
    std::thread t(worker_thread);  
  
    // ... 做一些其他工作 ...  
  
    (true); // 设置标志位为 true，通知工作线程开始执行  
  
    ();  
  
    return 0;  
}

在这个示例中，我们创建了一个工作线程，该线程在一个循环中等待 flag 变为 true。在主线程中，我们做一些其他工作，然后设置 flag 为 true，从而通知工作线程开始执行。由于 flag 是一个 std::atomic<bool>，因此我们可以安全地在多线程环境中修改和读取它，而无需担心数据竞争或其他并发问题。

::atomic<bool> 可以用在类中吗

是的，std::atomic<bool> 可以在类中使用。在类中，你可以将 std::atomic<bool> 作为类的成员变量，并在需要的地方使用其提供的原子操作来确保线程安全。

下面是一个简单的示例，展示了如何在类中使用 std::atomic<bool>：

#include <atomic>  
#include <iostream>  
#include <thread>  
  
class MyClass {  
public:  
    MyClass() : flag(false) {} // 构造函数中初始化原子布尔值  
  
    void setFlag(bool value) {  
        (value, std::memory_order_release); // 使用 release 内存顺序设置标志位  
    }  
  
    bool getFlag() const {  
        return (std::memory_order_acquire); // 使用 acquire 内存顺序加载标志位  
    }  
  
    // 其他成员函数...  
  
private:  
    std::atomic<bool> flag; // 类的原子布尔成员变量  
};  
  
void worker_thread(MyClass& obj) {  
    while (!()) {  
        // 等待标志位变为 true  
    }  
    std::cout << "Worker thread is running!\n";  
}  
  
int main() {  
    MyClass myObj;  
  
    std::thread t(worker_thread, std::ref(myObj)); // 传递 MyClass 的引用给线程  
  
    // ... 做一些其他工作 ...  
  
    (true); // 设置 MyClass 中的标志位为 true  
  
    ();  
  
    return 0;  
}

在这个示例中，MyClass 类有一个私有的 std::atomic<bool> 成员变量 flag。我们提供了两个公共成员函数 setFlag 和 getFlag 来分别设置和获取这个标志位。这两个函数使用了不同的内存顺序（std::memory_order_release 和 std::memory_order_acquire），这些内存顺序在更复杂的多线程编程中用于优化和保证内存访问的顺序性。但在简单的用例中，如果你不关心这些细节，可以直接使用默认的 std::memory_order_seq_cst（顺序一致性）内存顺序。

请注意，在将类的成员变量声明为 std::atomic 时，你需要确保该类型的所有操作都是原子的，包括构造、析构和赋值。在上面的示例中，由于 std::atomic<bool> 的默认构造函数和析构函数都是线程安全的，因此不需要额外的同步。但是，如果你有一个包含 std::atomic 成员的自定义类，并且这个类有一个非默认的析构函数或拷贝/移动构造函数/赋值操作符，那么你需要确保这些操作也是线程安全的。

++ 队列应用举例

C++ 中的队列（std::queue）是一个非常有用的数据结构，它遵循先进先出（FIFO）的原则。以下是一些使用 std::queue 的示例，涵盖了其基本操作和常见的应用场景。

示例 1：简单的队列操作

#include <iostream>  
#include <queue>  
  
int main() {  
    std::queue<int> q;  
  
    // 入队  
    (1);  
    (2);  
    (3);  
  
    // 检查队列是否为空  
    if (!()) {  
        std::cout << "队列不为空\n";  
  
        // 获取队首元素（但不删除）  
        std::cout << "队首元素：" << () << '\n';  
  
        // 获取队列大小  
        std::cout << "队列大小：" << () << '\n';  
  
        // 出队  
        ();  
        std::cout << "出队后，队首元素：" << () << '\n';  
    }  
  
    return 0;  
}

示例 2：使用队列实现广度优先搜索（BFS）

在图的遍历中，队列常用于实现广度优先搜索（BFS）。

#include <iostream>  
#include <queue>  
#include <vector>  
#include <cstring>  
  
using namespace std;  
  
vector<int> graph[100]; // 示例图，使用邻接表表示  
  
void BFS(int start, vector<bool>& visited) {  
    queue<int> q;  
    (start);  
    visited[start] = true;  
  
    while (!()) {  
        int current = ();  
        ();  
        cout << current << " ";  
  
        for (int neighbor : graph[current]) {  
            if (!visited[neighbor]) {  
                (neighbor);  
                visited[neighbor] = true;  
            }  
        }  
    }  
}  
  
int main() {  
    // 初始化图（这里只是一个示例）  
    graph[0].push_back(1);  
    graph[0].push_back(2);  
    graph[1].push_back(3);  
    graph[1].push_back(4);  
    // ...  
  
    vector<bool> visited(100, false); // 标记节点是否已访问  
  
    BFS(0, visited); // 从节点 0 开始 BFS  
  
    return 0;  
}

示例 3：使用队列处理并发任务

在多线程或多任务环境中，队列可用于处理待处理的任务。生产者可以将任务入队，而消费者可以从队列中取出任务并执行。这可以通过线程安全的方式实现并发处理。

注意：这个示例需要多线程编程的知识，并且为了简单起见，这里不直接展示多线程代码。但在实际应用中，你需要使用互斥锁（如 std::mutex）来确保对队列的线程安全访问。

示例 4：使用队列实现滑动窗口

在滑动窗口问题中，队列可以帮助我们高效地维护一个固定大小的窗口，并快速获取窗口内的元素。

#include <iostream>  
#include <queue>  
#include <vector>  
  
using namespace std;  
  
vector<int> maxSlidingWindow(vector<int>& nums, int k) {  
    deque<int> dq; // 使用双端队列来维护窗口内的最大值  
    vector<int> result;  
  
    for (int i = 0; i < (); ++i) {  
        // 移除窗口左侧的元素（如果它还在队列中并且是最大值）  
        while (!() && () <= i - k) {  
            dq.pop_front();  
        }  
  
        // 移除队列中比当前元素小的元素，因为它们不可能是窗口内的最大值  
        while (!() && nums[()] < nums[i]) {  
            dq.pop_back();  
        }  
  
        dq.push_back(i); // 将当前元素的索引入队  
  
        // 当窗口形成后（即 i >= k-1），记录窗口内的最大值  
        if (i >= k - 1) {  
            result.push_back(nums[()]);  
        }  
    }  
  
    return result;  
}  
  
int main() {  
    vector<int> nums = {1, 3,

++ 的线程可以继承吗

在C++中，线程本身并不是一种可以继承的对象。C++的线程是由std::thread类来表示的，它是一个可移动的（movable）但不可拷贝（non-copyable）的类型。当你创建一个std::thread对象时，你实际上是在启动一个新的执行线程，该线程执行你提供的函数或可调用对象。

由于std::thread对象是不可拷贝的，因此你不能直接通过继承来“继承”一个线程。这意味着你不能有一个基类包含一个std::thread成员，并期望在派生类中直接继承该线程。

然而，你可以通过其他方式在类之间共享线程相关的功能或状态。例如，你可以：

使用指针或引用：在基类中，你可以有一个指向std::thread对象的指针或引用（通常是一个智能指针，如std::unique_ptr或std::shared_ptr）。然后，在派生类中，你可以通过这个指针或引用来访问或操作线程。
使用虚函数：你可以在基类中定义一些虚函数，这些函数在派生类中被重写以提供线程相关的行为。这样，虽然线程本身不是继承的，但线程的行为可以在派生类中被定制。
使用委托或策略模式：你可以使用委托或策略模式来在基类和派生类之间共享线程相关的代码或策略。这样，你可以将线程相关的逻辑封装在可重用的组件中，并在需要时将其传递给基类或派生类。

请注意，多线程编程是一个复杂的主题，需要仔细处理同步、互斥、死锁和其他并发问题。在设计多线程类时，务必确保你的代码是线程安全的，并遵循良好的并发编程实践。

5. c++ 队列遍历

在C++中，队列（std::queue）是一个先进先出（FIFO）的数据结构，它提供了对元素的前端（front）和后端（back）的操作，但并没有直接提供遍历整个队列的功能。然而，你可以通过其他方式间接地遍历队列中的元素。

一种常见的方法是使用循环和队列的front()成员函数以及pop()成员函数来逐个访问并移除队列中的元素。但是，这种方法会改变队列的状态（即清空队列），因此如果你需要保留队列的内容，你需要先复制队列，或者使用另一种遍历方法。

如果你只想查看队列中的元素而不修改队列，你可以使用循环和front()成员函数，并在每次迭代后使用pop_front()（注意，std::queue没有pop_front()成员函数，但std::deque有，并且std::deque也提供了与队列类似的FIFO功能）。然而，由于std::queue没有提供pop_front()成员函数，你通常需要使用其他容器（如std::deque）来遍历队列而不改变其状态。

以下是一个使用std::deque（它提供了与std::queue相似的功能，并允许你从前端弹出元素）遍历队列的示例：

#include <iostream>  
#include <deque>  
  
int main() {  
    std::deque<int> dq; // 使用deque代替queue以允许从前端弹出元素  
  
    // 向deque中添加元素（这些操作与queue相同）  
    dq.push_back(1);  
    dq.push_back(2);  
    dq.push_back(3);  
  
    // 遍历deque（这不会改变deque的内容）  
    for (std::deque<int>::iterator it = (); it != (); ++it) {  
        std::cout << *it << " ";  
    }  
  
    std::cout << std::endl;  
  
    return 0;  
}

如果你确实有一个std::queue对象并且想要遍历它而不改变其内容，你可以将队列的元素复制到一个可以遍历的容器中（如std::deque或std::vector），然后遍历这个容器。但是，请注意，这种方法可能会消耗额外的内存和计算资源。

#include <iostream>  
#include <queue>  
#include <deque>  
  
int main() {  
    std::queue<int> q;  
  
    // 向队列中添加元素  
    (1);  
    (2);  
    (3);  
  
    // 将队列元素复制到deque中以便遍历  
    std::deque<int> dq((), ());  
  
    // 遍历deque  
    for (std::deque<int>::iterator it = (); it != (); ++it) {  
        std::cout << *it << " ";  
    }  
  
    std::cout << std::endl;  
  
    return 0;  
}

++ 数组

在C++中，数组是一种用于存储固定大小相同类型元素的线性数据结构。数组中的每个元素都可以通过一个索引（下标）来访问，索引从0开始。

以下是C++中使用数组的一些基本示例：

声明和初始化数组

int main() {  
    // 声明一个包含5个整数的数组  
    int arr[5];  
  
    // 初始化数组  
    arr[0] = 10;  
    arr[1] = 20;  
    arr[2] = 30;  
    arr[3] = 40;  
    arr[4] = 50;  
  
    // 使用花括号进行初始化（C++11及以后版本）  
    int arr2[] = {10, 20, 30, 40, 50};  
  
    // 指定数组大小（C++11及以后版本）  
    int arr3[5] = {10, 20, 30, 40, 50};  
  
    // 声明并初始化一个字符数组（字符串）  
    char str[] = "Hello, World!";  
  
    // ...  
    return 0;  
}

访问数组元素

你可以通过索引来访问数组中的元素。例如：

int value = arr[2]; // value 现在是 30

遍历数组

你可以使用循环来遍历数组中的所有元素。例如：

for (int i = 0; i < 5; i++) {  
    std::cout << arr[i] << " "; // 输出数组中的每个元素  
}

数组的大小

在C++中，没有内置的方式来直接获取数组的大小（即元素的数量）。但是，你可以使用sizeof运算符和数组的第一个元素的类型大小来计算数组的大小（以字节为单位），然后除以单个元素的大小来得到元素的数量。例如：

int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // size 现在是 5

注意事项

数组的大小在声明时必须指定，并且在整个程序的执行过程中是固定的。
数组名本身表示数组首元素的地址（即数组首地址），但你不能直接对数组名进行赋值操作（如arr = {1, 2, 3};）。
访问数组时，必须确保索引在有效范围内（即0到数组大小减1）。超出范围的索引访问可能会导致未定义的行为，如程序崩溃或数据损坏。
在C++中，可以使用标准模板库（STL）中的容器（如std::vector、std::array等）来替代传统的C风格数组，它们提供了更多的功能和更好的安全性。

++ 动态数据

在C++中，动态数据通常指的是在程序运行时分配和管理的数据，而不是在编译时分配的静态数据。有几种方式可以在C++中处理动态数据，其中最常用的包括动态内存分配、使用容器（如std::vector, std::list, std::map等）和智能指针（如std::unique_ptr, std::shared_ptr）。

1. 动态内存分配

C++允许你使用new和delete运算符在堆上动态地分配和释放内存。这是处理大小在运行时确定的数据结构或需要长时间存储的数据的一种常用方法。

int* ptr = new int(10); // 动态分配一个int，并初始化为10  
// 使用ptr指向的数据...  
delete ptr; // 释放内存  
ptr = nullptr; // 避免悬挂指针

	`int* ptr = new int(10); // 动态分配一个int，并初始化为10`
	`// 使用ptr指向的数据...`
	`delete ptr; // 释放内存`
	`ptr = nullptr; // 避免悬挂指针`

2. 使用容器

C++标准库提供了许多容器，这些容器可以动态地存储数据，并自动管理内存。这些容器比直接使用new和delete更加安全和方便。

int* ptr = new int(10); // 动态分配一个int，并初始化为10  
// 使用ptr指向的数据...  
delete ptr; // 释放内存  
ptr = nullptr; // 避免悬挂指针

3. 智能指针

智能指针是C++11及更高版本中引入的一个特性，它们用于自动管理动态分配的内存，以避免内存泄漏和悬挂指针。智能指针在对象不再需要时自动删除所指向的对象。

#include <memory>  
  
std::unique_ptr<int> ptr(new int(10)); // 使用unique_ptr管理动态分配的内存  
// 使用ptr指向的数据...  
// 不需要手动调用delete，当ptr超出范围或被销毁时，内存会被自动释放

注意事项

使用new和delete时要格外小心，以避免内存泄漏和悬挂指针。
优先使用C++标准库中的容器和智能指针来管理动态数据，它们提供了更好的安全性和易用性。
当使用容器或智能指针时，了解它们的性能和内存管理行为是很重要的，以便在适当的时候选择正确的工具。
在多线程环境中处理动态数据时，需要格外注意数据的一致性和同步问题。

++ 动态数组

在C++中，动态数组通常是通过使用标准库中的容器类来实现的，而不是像C语言那样直接使用指针和malloc/free。最常用的动态数组容器是std::vector。

std::vector是一个可以动态调整大小的数组，它会自动管理内存，并提供了许多有用的成员函数来操作元素。

以下是使用std::vector作为动态数组的一些基本示例：

示例 1: 声明和初始化`std::vector`

#include <iostream>  
#include <vector>  
  
int main() {  
    // 声明一个空的int类型的vector  
    std::vector<int> vec;  
  
    // 使用push_back向vector中添加元素  
    vec.push_back(1);  
    vec.push_back(2);  
    vec.push_back(3);  
  
    // 声明并初始化一个包含元素的vector  
    std::vector<int> vec2 = {4, 5, 6};  
  
    // ...  
    return 0;  
}

示例 2: 遍历`std::vector`

#include <iostream>  
#include <vector>  
  
int main() {  
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};  
  
    // 使用迭代器遍历vector  
    for (std::vector<int>::iterator it = (); it != (); ++it) {  
        std::cout << *it << " ";  
    }  
    std::cout << std::endl;  
  
    // 使用范围for循环遍历vector（C++11及以后）  
    for (int num : vec) {  
        std::cout << num << " ";  
    }  
    std::cout << std::endl;  
  
    // ...  
    return 0;  
}

示例 3: 获取`std::vector`的大小和访问元素

#include <iostream>  
#include <vector>  
  
int main() {  
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};  
  
    // 获取vector的大小  
    std::size_t size = ();  
    std::cout << "Size of vector: " << size << std::endl;  
  
    // 访问vector中的元素  
    std::cout << "Element at index 2: " << vec[2] << std::endl;  
  
    // ...  
    return 0;  
}

示例 4: 使用`std::vector`的其他成员函数

#include <iostream>  
#include <vector>  
  
int main() {  
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};  
  
    // 在vector末尾添加元素  
    vec.push_back(6);  
  
    // 在vector的特定位置插入元素  
    (() + 2, 7);  
  
    // 删除vector中的元素  
    (() + 3);  
  
    // 清除vector中的所有元素  
    ();  
  
    // ...  
    return 0;  
}

使用std::vector而不是原始的C风格数组和动态内存分配（如new[]和delete[]）通常更加安全、方便，并且易于管理。std::vector还提供了许多有用的成员函数，使操作动态数组变得更加容易。

++ 封闭函数“this”不能在 lambda 体中引用，除非其位于捕获列表中

在C++中，this指针是一个指向调用它的对象的指针。在类的成员函数内部，this指针是隐式可用的，它指向调用该函数的对象。然而，在lambda表达式中，this指针并不自动捕获，因为lambda表达式本身是一个独立的作用域。

如果你想在lambda表达式中使用this指针，你需要明确地在捕获列表中捕获它。捕获this的方法有两种：通过值捕获（通常不推荐，因为它会捕获this指针的副本，这在大多数情况下没有意义）或通过引用捕获。

这里有一个示例，展示了如何在lambda表达式中捕获this指针：

class MyClass {  
public:  
    void myFunction() {  
        // 使用[this]捕获列表来捕获this指针  
        auto lambda = [this]() {  
            // 现在可以在lambda体内使用this指针  
            this->someMemberFunction();  
        };  
  
        // 调用lambda  
        lambda();  
    }  
  
    void someMemberFunction() {  
        // ...  
    }  
};  
  
int main() {  
    MyClass obj;  
    (); // 这会调用someMemberFunction()  
    return 0;  
}

在上面的例子中，[this]捕获列表告诉编译器，lambda表达式需要捕获this指针的引用，以便在lambda体内部可以访问它。然后，在lambda体内部，你可以使用this->前缀来调用类的成员函数或访问类的成员变量（如果需要的话）。

请注意，当捕获this指针时，你应该确保lambda的生命周期不会超过捕获它的对象的生命周期。否则，你可能会尝试访问一个已经被销毁的对象的成员，这会导致未定义的行为。

++ 引用

在C++中，引用（Reference）是别名，它是对已存在的变量的一个替代名称。引用在声明时必须被初始化，并且一旦初始化后，就不能再被指向其他变量。引用在函数参数传递、函数返回值和别名创建等方面特别有用。

引用的基本语法

type &name = variable;

其中 type 是被引用的变量的类型，name 是引用的名称（别名），variable 是被引用的变量。

示例

#include <iostream>  
  
int main() {  
    int a = 10;  
    int &ref = a; // 声明一个对a的引用ref  
  
    std::cout << "a = " << a << std::endl;  
    std::cout << "ref = " << ref << std::endl; // 输出与a相同，因为ref是a的引用  
  
    ref = 20; // 修改ref的值实际上会修改a的值  
    std::cout << "a = " << a << std::endl; // 输出20  
  
    return 0;  
}

注意事项

必须初始化：引用在声明时必须初始化，因为引用总是指向某个对象。
不能重新赋值：一旦引用被初始化，它就不能再指向其他对象。
没有空引用：引用必须总是指向某个对象，不能有空引用。
引用不是对象：引用没有自己的内存地址，它只是对象的别名。
引用不能指向字面量或临时对象：因为字面量和临时对象在引用它们时可能不存在或被销毁。
函数参数传递：通过引用传递参数可以避免拷贝，提高性能，尤其是当对象很大或拷贝开销很大时。
函数返回值：通过引用返回对象时，需要确保返回的对象在函数返回后仍然存在，否则可能会导致悬挂引用（dangling reference）。

常量引用

常量引用（const reference）允许你创建一个对常量的引用，这样你就不能通过这个引用来修改原始变量的值。这在函数参数传递中特别有用，因为可以避免不必要的拷贝，并且确保函数不会修改传入的参数。

void print(const int &num) {  
    // 不能修改num的值，因为它是const引用  
    std::cout << num << std::endl;  
}

++ 输出线程id

在C++中，标准库并没有直接提供获取和输出线程ID的接口。但是，你可以使用平台特定的方法来获取线程ID，并使用标准C++的流（如std::cout）来输出它。

以下是在不同平台上获取和输出线程ID的方法：

Windows

在Windows上，你可以使用GetCurrentThreadId函数来获取当前线程的ID，并将其转换为DWORD或unsigned long类型进行输出。

#include <iostream>  
#include <>  
  
int main() {  
    DWORD threadId = GetCurrentThreadId();  
    std::cout << "Thread ID: " << threadId << std::endl;  
    return 0;  
}

Linux/Unix

在Linux和Unix系统上，你可以使用pthread_self函数来获取当前线程的ID（实际上是一个pthread_t类型的句柄），但通常这个句柄不能直接用于输出。不过，你可以使用printf和%lu（或%p）格式化输出符来输出它，或者使用std::hex和std::cout来以十六进制形式输出。

但是，如果你想要一个更人类可读的线程ID（例如，一个整数），你可能需要将pthread_t转换为某种整数类型，但请注意这通常是平台特定的。

以下是一个简单的示例，使用%p格式化输出符输出线程ID：

#include <iostream>  
#include <>  
  
int main() {  
    pthread_t threadId = pthread_self();  
    std::cout << "Thread ID: " << reinterpret_cast<void*>(threadId) << std::endl;  
    return 0;  
}

如果你想要一个整数形式的线程ID，你可能需要查阅特定平台的文档，看看是否有将pthread_t转换为整数的方法。在某些平台上，pthread_t可能就是一个整数，你可以直接进行转换和输出。但在其他平台上，这可能不可行或不可移植。

跨平台解决方案

如果你正在编写跨平台的代码，并希望以一种一致的方式获取和输出线程ID，你可能需要考虑使用一个跨平台的线程库，如或C++11的<thread>库。然而，请注意，即使使用这些库，获取和输出线程ID的方法也可能因平台而异。你可能需要编写特定的代码来处理不同平台上的线程ID。

::condition_variable wait

在C++中，std::condition_variable 是一个同步原语，通常与互斥锁（如 std::mutex）一起使用，以允许线程等待某个条件变为真。std::condition_variable 提供了一种方法，让线程能够在条件不满足时阻塞，并在条件满足时被唤醒。

std::condition_variable 的 wait 方法是其主要功能之一。这个方法有两种形式：

void wait( std::unique_lock<std::mutex>& lock ):
- 这个方法阻塞当前线程，直到另一个线程调用同一个 std::condition_variable 的 notify_one 或 notify_all 方法。
- 重要的是，当线程阻塞时，lock 参数所引用的互斥锁会自动释放，以允许其他线程获取锁并可能修改条件。当线程被唤醒时，lock 会再次被自动锁定，然后才执行 wait 调用之后的代码。
template< class Predicate > bool wait( std::unique_lock<std::mutex>& lock, Predicate pred ):
- 这个方法与上面的 wait 方法类似，但它接受一个谓词（一个可调用对象，例如函数或Lambda表达式），该谓词在每次等待之前都会被检查。
- 如果谓词返回 false，则线程会阻塞并释放锁，直到另一个线程调用 notify_one 或 notify_all。
- 当线程被唤醒时，它会再次锁定互斥锁并重新检查谓词。如果谓词现在返回 true，则 wait 方法返回 true，并且线程可以继续执行。如果谓词仍然返回 false，则线程会再次阻塞，并重复这个过程。

下面是一个简单的示例，展示了如何使用 std::condition_variable 和 wait 方法：

#include <iostream>  
#include <thread>  
#include <mutex>  
#include <condition_variable>  
  
std::mutex mtx;  
std::condition_variable cv;  
bool ready = false;  
  
void print_id(int id) {  
    std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);  
    while (!ready) {  // 如果条件不满足，则等待  
        (lck); // 当前线程被阻塞，当被唤醒时会重新获取锁  
    }  
    // ...  
    // 在这里执行当条件满足时需要执行的代码  
    std::cout << "thread " << id << '\n';  
}  
  
void go() {  
    std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);  
    ready = true;  // 设置条件为 true  
    cv.notify_all();  // 唤醒所有等待的线程  
}  
  
int main() {  
    std::thread threads[10];  
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {  
        threads[i] = std::thread(print_id, i);  
    }  
  
    std::cout << "10 threads ready to race...\n";  
    go();  // 让所有线程开始执行  
  
    for (auto& th : threads) {  
        ();  
    }  
  
    return 0;  
}

在这个示例中，我们创建了10个线程，它们都等待 ready 变量变为 true。当主线程调用 go 函数时，它设置 ready 为 true 并唤醒所有等待的线程。然后，每个线程都可以继续执行并输出其ID。

::lock_guard和std::unique_lock的差别

std::lock_guard 和 std::unique_lock 都是 C++ 标准库 <mutex> 中提供的用于管理互斥体（mutex）的 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）风格的类。它们的主要目标都是确保互斥体在适当的时候被锁定和解锁，以避免忘记释放锁或多次锁定同一互斥体导致的死锁等问题。然而，它们在功能和使用场景上存在一些差异。

std::lock_guard

std::lock_guard 是一个简单的互斥体包装器，它在构造时锁定互斥体，并在析构时自动解锁。std::lock_guard 不提供手动解锁互斥体的功能，一旦创建，它就会在对象的生命周期内保持锁定状态。

特点：

自动锁定和解锁：无需显式调用锁定或解锁函数。
不可复制：std::lock_guard 对象不可复制，但可移动。
简单易用：适用于简单的锁定/解锁场景。

示例：

std::mutex mtx;  
void safe_increment() {  
    std::lock_guard<std::mutex> guard(mtx);  
    // 临界区，互斥体 mtx 被锁定  
    // ...  
} // 离开作用域时，guard 析构，mtx 自动解锁

std::unique_lock

std::unique_lock 是一个更灵活的互斥体包装器，它提供了更多的控制选项，如手动锁定、解锁、延迟锁定、尝试锁定等。

特点：

手动锁定和解锁：可以通过调用 lock(), unlock(), try_lock() 等成员函数来控制锁定状态。
可延迟锁定：可以在创建 std::unique_lock 对象时不立即锁定互斥体，而是在需要时手动锁定。
可与 std::condition_variable 配合使用：std::unique_lock 可以与 std::condition_variable 一起使用，实现线程间的条件等待和通知。
可复制和移动（但复制后原始对象将不再拥有互斥体的所有权）：std::unique_lock 对象可以复制和移动，但需要注意所有权的变化。

示例：

std::mutex mtx;  
std::condition_variable cv;  
bool ready = false;  
  
void worker_thread() {  
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);  
    (lock, []{return ready;}); // 等待条件满足，同时释放锁  
    // ... 执行任务  
}  
  
void signal_ready() {  
    {  
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);  
        ready = true;  
    } // 释放锁  
    cv.notify_one(); // 通知等待的线程  
}

总结

如果你只需要简单的锁定/解锁操作，并且确保在离开作用域时自动解锁，那么 std::lock_guard 是更好的选择。
如果你需要更多的控制选项，如手动锁定、解锁、延迟锁定、与 std::condition_variable 配合使用等，那么 std::unique_lock 是更合适的选择。

15. std::condition_variable 等待和激活的线程可以指定吗

std::condition_variable 本身并不直接允许你指定等待或激活的特定线程。相反，它提供了一种机制，使得一个或多个线程可以等待某个条件成立，而另一个线程或多个线程可以在条件成立时通知这些等待的线程。

在 std::condition_variable 的使用中，你通常会配合 std::mutex 一起使用，以确保对共享数据的同步访问。等待的线程会首先锁定一个互斥体（mutex），然后调用 std::condition_variable 的 wait 或 wait_for 方法进入等待状态，并释放互斥体。当另一个线程改变了条件并调用 std::condition_variable 的 notify_one 或 notify_all 方法时，等待的线程中的一个（对于 notify_one）或全部（对于 notify_all）会被唤醒，并重新尝试获取互斥体以继续执行。

由于 std::condition_variable 的这种机制，你不能直接指定哪个线程应该被唤醒，也不能指定哪个线程应该开始等待。这是由操作系统和 C++ 标准库共同管理的，以确保线程间的正确同步和避免死锁等问题。

如果你需要更精细的控制线程的行为，你可能需要使用更底层的同步原语，如信号量（semaphores）、事件（events）或消息队列（message queues），这些原语通常提供了更多的控制和灵活性，但也需要更多的编程工作来确保正确的同步和避免竞态条件。然而，这些原语通常不是 C++ 标准库的一部分，而是特定于操作系统或第三方库的。

查看postgresql状态

在Ubuntu上，你可以使用几种方法来查看PostgreSQL的状态。以下是一些常用的方法：

使用systemctl（对于使用systemd的系统）:

PostgreSQL服务在Ubuntu上通常被命名为postgresql或postgresql@<version>-main（例如，postgresql@12-main）。你可以使用systemctl命令来查看其状态：

	`sudo systemctl status postgresql`
	`# 或者，如果你知道具体的服务名`
	`sudo systemctl status postgresql@12-main`

使用service命令:

虽然service命令在较新的Ubuntu版本上可能逐渐被systemctl取代，但它仍然可以在许多系统上工作：

sudo service postgresql status

检查PostgreSQL进程:

使用ps命令可以查看正在运行的PostgreSQL进程：

ps -ef | grep postgres

你应该能看到与PostgreSQL相关的进程。
4. 查看PostgreSQL监听端口:

PostgreSQL默认在端口5432上监听。你可以使用netstat或ss命令来查看这个端口是否正在被监听：

	`sudo netstat -tulnp \| grep 5432`
	`# 或者`
	`sudo ss -tulnp \| grep 5432`

如果PostgreSQL正在运行并监听该端口，你应该能看到相关的输出。
5. 直接连接到PostgreSQL数据库:

你还可以尝试使用psql客户端连接到PostgreSQL数据库来检查其状态。首先，确保你已经安装了psql，然后使用以下命令连接：

psql -U your_username -d your_database

如果你能够成功连接并看到PostgreSQL的提示符（通常是你的用户名和数据库名后跟一个=号和一个>号），那么PostgreSQL就正在运行并可以接受连接。
6. 查看PostgreSQL日志文件:

PostgreSQL的日志文件通常包含有关其运行状态的详细信息。你可以查看这些日志文件以获取更多信息。日志文件的位置取决于你的PostgreSQL安装和配置，但常见的位置包括/var/log/postgresql/或PostgreSQL数据目录下的pg_log目录。使用cat、less或tail等命令查看这些文件：

	`sudo cat /var/log/postgresql/postgresql-<version>-`
	`# 或者使用tail查看最后几行`
	`sudo tail -f /var/log/postgresql/postgresql-<version>-`

++ 读写锁简单试验

在C++中，读写锁（也称为共享-独占锁或读写互斥量）允许对共享资源的并发访问，其中多个读取者可以同时访问资源，但写入者需要独占访问。C++11标准库提供了std::shared_mutex和std::shared_lock来支持读写锁的功能。

以下是一个简单的C++程序，演示了如何使用std::shared_mutex和std::shared_lock进行读写锁的试验：

#include <iostream>  
#include <thread>  
#include <vector>  
#include <shared_mutex>  
#include <unordered_map>  
  
// 假设我们有一个需要并发访问的共享资源  
std::unordered_map<int, std::string> shared_data;  
std::shared_mutex mtx; // 读写锁  
  
// 写入函数  
void write_data(int key, const std::string& value) {  
    std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(mtx); // 使用unique_lock进行独占锁定  
    shared_data[key] = value;  
    std::cout << "Wrote data: " << key << " -> " << value << std::endl;  
}  
  
// 读取函数  
void read_data(int key) {  
    std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(mtx); // 使用shared_lock进行共享锁定  
    if (shared_data.find(key) != shared_data.end()) {  
        std::cout << "Read data: " << key << " -> " << shared_data[key] << std::endl;  
    } else {  
        std::cout << "Key " << key << " not found." << std::endl;  
    }  
}  
  
int main() {  
    // 启动写入线程  
    std::thread writer(write_data, 1, "Hello");  
  
    // 启动多个读取线程  
    std::vector<std::thread> readers;  
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {  
        readers.emplace_back(read_data, 1);  
    }  
  
    // 等待所有线程完成  
    ();  
    for (auto& t : readers) {  
        ();  
    }  
  
    return 0;  
}

注意：

std::unique_lock<std::shared_mutex>用于独占锁定，即写入操作。在独占锁定期间，其他线程无法获取任何类型的锁（无论是独占锁还是共享锁）。
std::shared_lock<std::shared_mutex>用于共享锁定，即读取操作。在共享锁定期间，其他线程可以获取共享锁（但不能获取独占锁），从而实现多个读取者同时访问资源。
由于线程调度的不确定性，输出顺序可能会不同。但是，你应该能够观察到写入操作在读取操作之前完成，并且多个读取操作可以同时进行。
在实际应用中，你还需要考虑其他并发问题，如死锁、饥饿等，并可能需要使用更复杂的同步原语或策略来管理并发访问。

18 c++ 线程休眠

在C++中，线程的休眠（sleep）或暂停通常不直接通过C++标准库中的线程类（std::thread）来实现，因为std::thread本身并没有提供休眠的成员函数。但是，你可以使用C++11及以后版本中的<chrono>和<thread>库来使线程休眠一段时间。

下面是一个例子，展示了如何使用std::this_thread::sleep_for函数来使当前线程休眠指定的时间：

#include <iostream>  
#include <thread>  
#include <chrono>  
  
int main() {  
    std::cout << "线程开始...\n";  
  
    // 休眠5秒  
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));  
  
    std::cout << "线程休眠5秒后继续...\n";  
  
    return 0;  
}

在上面的代码中，std::chrono::seconds(5)创建了一个表示5秒的时间段的对象。然后，std::this_thread::sleep_for函数使当前线程休眠这个时间段。

注意，std::this_thread::sleep_for函数接受一个时间段参数，该参数可以是std::chrono库中定义的任何时间段类型，如std::chrono::milliseconds、std::chrono::microseconds、std::chrono::nanoseconds等。你可以根据需要选择适当的时间段类型。

19. c++ 获取线程id

在C++中，你可以使用标准库中的std::thread::get_id()函数来获取当前线程的ID。这个函数返回一个std::thread::id类型的值，这是一个平台相关的唯一标识符。

以下是一个简单的示例，展示了如何获取并打印当前线程的ID：

#include <iostream>  
#include <thread>  
  
void print_thread_id() {  
    std::thread::id current_id = std::this_thread::get_id();  
    std::cout << "当前线程ID: " << current_id << std::endl;  
}  
  
int main() {  
    std::thread t(print_thread_id);  
    ();  
  
    // 打印主线程的ID  
    print_thread_id();  
  
    return 0;  
}

在这个示例中，我们定义了一个print_thread_id函数，它使用std::this_thread::get_id()来获取当前线程的ID，并将其打印到控制台。然后，我们在main函数中创建了一个新的线程t，该线程运行print_thread_id函数。我们还调用了print_thread_id函数在主线程中，以打印主线程的ID。

请注意，std::thread::id类型没有提供直接的转换到整数或字符串的方法，因此当你尝试打印它时，它可能会以某种平台特定的方式被打印出来。在上面的示例中，我使用了<<运算符来打印std::thread::id，这通常可以工作，但具体的输出格式可能因编译器和平台而异。

如果你需要将线程ID转换为字符串或整数以进行进一步的处理或比较，你可能需要使用特定的平台API或库来实现这一点。但是，请注意，线程ID通常只在其生成的进程内部有意义，并且在不同的进程之间是不可比较的。

c++ 关于线程 2

::atomic_bool 详解

基本使用

原子操作

示例

::atomic<bool> 可以用在类中吗

++ 队列应用举例

示例 1：简单的队列操作

示例 2：使用队列实现广度优先搜索（BFS）

示例 3：使用队列处理并发任务

示例 4：使用队列实现滑动窗口

++ 的线程可以继承吗

5. c++ 队列遍历

++ 数组

声明和初始化数组

访问数组元素

遍历数组

数组的大小

注意事项

++ 动态数据

1. 动态内存分配

2. 使用容器

3. 智能指针

注意事项

++ 动态数组

示例 1: 声明和初始化std::vector

示例 2: 遍历std::vector

示例 3: 获取std::vector的大小和访问元素

示例 4: 使用std::vector的其他成员函数

++ 封闭函数“this”不能在 lambda 体中引用，除非其位于捕获列表中

++ 引用

引用的基本语法

示例

注意事项

常量引用

++ 输出线程id

Windows

Linux/Unix

跨平台解决方案

::condition_variable wait

::lock_guard和std::unique_lock的差别

std::lock_guard

std::unique_lock

总结

15. std::condition_variable 等待和激活的线程可以指定吗

查看postgresql状态

++ 读写锁简单试验

18 c++ 线程休眠

19. c++ 获取线程id

相关文章

示例 1: 声明和初始化`std::vector`

示例 2: 遍历`std::vector`

示例 3: 获取`std::vector`的大小和访问元素

示例 4: 使用`std::vector`的其他成员函数