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笔记9.18

article 2024/11/15 15:10:08

线程之间的通信是指在多线程程序中，不同线程之间如何交换数据或协调工作。这种通信对于实现复杂的并发程序是至关重要的。以下是几种常见的线程间通信方式：

共享内存：
- 这是最直接的方式，多个线程通过读写同一块内存区域（如全局变量）来交换信息。但是这种方式需要特别注意同步问题，比如使用互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）等机制来防止数据竞争和死锁。
消息传递：
- 在某些编程环境中，线程可以通过发送消息来进行通信。每个线程都有自己的私有队列，消息被放入接收者的队列中等待处理。这种方式可以减少线程间的耦合度，并且易于实现非阻塞操作。
管道（Pipes）：
- 管道是一种进程间通信方式，也可以用于线程间通信。一个线程写入管道的数据可以被另一个线程读取。管道分为匿名管道和命名管道两种类型，前者只能用于具有亲缘关系的进程间通信，后者则不受此限制。
信号（Signals）：
- 信号是一种异步通知机制，当某个特定事件发生时，系统会向进程发送一个信号。虽然信号主要用于进程间通信，但在某些情况下也可以用作线程间通信的一种手段。
条件变量（Condition Variables）：
- 条件变量通常与互斥锁一起使用，允许一个或多个线程等待直到某个特定条件为真。这在实现生产者-消费者模式等场景中非常有用。
事件（Events）：
- 事件对象提供了一种简单的同步机制，其中一个线程设置事件的状态，而其他线程可以等待该状态的变化。这在Windows操作系统中尤其常见。
屏障（Barriers）：
- 屏障是一种同步点，所有到达这个点的线程都会被阻塞，直到所有参与的线程都到达了这个点。这是实现多线程协作完成任务的一种有效方法。
static 和 const 是 C/C++ 中常用的两个关键字，它们各自有不同的用途和特性。下面详细解释两者的区别：

const
const 关键字用于声明一个常量，表示该变量的值在初始化后不能被修改。const 可以应用于各种数据类型，包括基本数据类型、指针、函数参数等。

特点：
不可变性：一旦初始化，const 变量的值不能被改变。
存储位置：const 变量通常存储在只读内存区域，编译器会对其进行优化。
作用域：const 变量的作用域取决于其声明的位置。可以在局部作用域（函数内部）或全局作用域声明。
示例：
```
const int a = 10;  // 全局常量
void func() {
    const int b = 20;  // 局部常量
}
```
static
static 关键字用于控制变量的存储方式和作用域。它主要有以下几个用途：

1. 静态局部变量：
在函数内部声明的 static 变量在函数调用之间保持其值。
初始化：静态局部变量只在第一次进入函数时初始化一次。
生命周期：静态局部变量的生命周期贯穿整个程序运行期。
作用域：静态局部变量的作用域仍然限于声明它的函数内部。
示例：
```
void func() {
    static int count = 0;
    count++;
    std::cout << "Count: " << count << std::endl;
}
```
2. 静态全局变量：
在文件作用域内声明的 static 变量仅在声明它的文件内可见，不能被其他文件访问。
初始化：静态全局变量在程序启动时初始化。
生命周期：静态全局变量的生命周期贯穿整个程序运行期。
作用域：静态全局变量的作用域限于声明它的文件。
示例：
```
// file1.cpp
static int globalVar = 10;

void func1() {
    std::cout << "globalVar: " << globalVar << std::endl;
}

// file2.cpp
// int globalVar;  // 这里无法访问 file1.cpp 中的 globalVar
```
3. 静态成员变量：
在类中声明的 static 成员变量属于类本身，而不是类的任何特定对象。
初始化：静态成员变量必须在类外部初始化。
生命周期：静态成员变量的生命周期贯穿整个程序运行期。
作用域：静态成员变量的作用域限于声明它的类。
示例：
```
class MyClass {
public:
    static int staticVar;
};

int MyClass::staticVar = 0;  // 静态成员变量的初始化

void func() {
    MyClass::staticVar++;
    std::cout << "StaticVar: " << MyClass::staticVar << std::endl;
}
```
总结
const：用于声明常量，表示该变量的值在初始化后不能被修改。
static：用于控制变量的存储方式和作用域，可以用于局部变量、全局变量和类成员变量。
两者在用途和特性上有明显的区别，但在实际编程中经常结合使用，以实现更复杂的功能和更好的代码组织。