C++高性能并行编程与优化 - 课件 - 05 C++11 开始的多线程编程

## 文档内容总结： 本文主要讨论了C++11及后续版本中多线程编程的重要性和实现方法，以及相关的课程内容概述。 ### 多线程编程的重要性 - **问题背景**：在没有多线程的情况下，程序无法同时执行多个任务，导致用户界面无响应。例如，下载文件期间用户无法操作其他功能。 - **解决方案**：C++11引入了`std::thread`类，支持语言级别的多线程编程。通过`std::thread`，程序可以在后台执行耗时任务，如下载文件，同时保持用户界面响应。 ### 课程内容概述 - **课程结构**：课程分为前半部分和后半部分，前半部分侧重现代C++特性介绍，后半部分侧重并行编程与优化。 - **具体内容**：包括RAII内存管理、模板元编程、并行框架（如OpenMP、Intel TBB）、内存优化、GPU编程、物理仿真等。 - **硬件要求**：64位系统、多核处理器、支持NVIDIA显卡。 - **软件要求**：Visual Studio 2019（Windows）、GCC 9+（Linux）、CMake 3.12+、Git 2.x、CUDA Toolkit 10.0+。 ### 其他关键点 - **时间处理**：C++11引入了`chrono`库，提供了更高级的时间处理方法，避免了C语言时间处理中的类型不安全问题。 - **多线程同步问题**：多个线程同时修改共享变量可能导致数据竞态，需通过同步机制解决。 - **现代CPU优化**：现代CPU的指令重排、缓存机制可能导致预期外的执行顺序，需要谨慎处理多线程操作。 - **C++20新特性`std::jthread`**：提供了自动join功能，简化了线程管理。 ### 正面和反面案例 - **正面案例**：ZENO软件通过多进程和多线程实现了并发，允许用户在后台任务运行期间进行编辑。 - **反面案例**：Blender在使用旧的单线程OpenGL设计时，导致界面卡顿，无法在解算期间进行交互。 总之，文档强调了多线程编程在提升程序响应速度和用户体验中的重要性，并介绍了C++11及后续版本中相关的实现方法和工具。课程内容涵盖了现代C++的多个方面，适合 zájemcem o высокопроизводительное параллельное программирование на C++.