在C++中,多线程通信(同一进程内的线程间交互)和进程间通信(IPC,不同进程间的数据交换)是构建并发系统的核心技术。以下是两种通信机制的详细介绍和典型实现:
一、多线程通信(线程间同步与数据共享)
1. 共享内存与同步原语
通过全局变量或对象成员变量实现数据共享,配合同步原语避免竞态条件。
示例:生产者-消费者模型
#include <iostream>
#include <queue>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <thread>
std::queue<int> buffer;
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv_producer, cv_consumer;
bool ready = false;
bool done = false;
// 生产者线程
void producer() {
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
cv_producer.wait(lock, []{
return buffer.size() < 3; }); // 缓冲区未满
buffer.push(i);
std::cout << "Produced: " << i << std::endl;
ready = true;
cv_consumer.notify_one();
}
{
std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
done = true;
}
cv_consumer.notify_all();
}
// 消费者线程
void consumer() {
while (true) {
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
cv_consumer.wait(lock, []{
return ready || done; }); // 有数据或已完成
if (done && buffer.empty()) break