c11中的多线程支持

Question

c11中的多线程支持

cmultithreadingc11

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新的C11标准提供了对多线程的支持。我的问题有些多样化，但绝对可回答。我已经看过了C11的n1570草案。它说：

支持多个执行线程，包括改进的内存排序模型、原子对象和线程本地存储（和）

那么，什么是“改进的内存排序模型”？与C99标准相比有何变化？

我希望有人能深入探讨这些标准，并尝试解释涉及的语义。

据我所知，C11提供以下支持：

- 线程创建和管理 - 互斥锁 - 条件变量 - 线程特定存储 - 原子对象

我希望没有遗漏任何事情？由于标准库本身提供（将提供）了多线程所需的所有功能，未来将不再需要POSIX和其他库（用于多线程支持）？

最后，哪些编译器支持上述功能？是否有关于何时支持这些功能的时间表的参考资料？我记得对于C++11，有一个链接列出了编译器支持和功能，或许有类似的东西？

- Alok Save

21

这个问题涉及C11而不是C++11。两者是不同的。您提供的链接都是关于C++11而不是C11。明白吗？ - Alok Save

3

我正在进行“完全重复”关闭投票，因为您的第一个问题（关于排序模型）已经得到了回答。回答包含多个问题的问题很困难，因为有人可能只知道您问题的一部分 - 他们的答案因此永远不能被接受，因为它无法回答整个问题，并且可能永远不会有被接受的答案。请拆分您的问题，并删除完全重复的部分（或说明它与我链接的问题有何不同）。 - bdonlan

2

哦，我现在明白了，这是关于C11而不是C++11的。那就算了吧！不过我仍然建议您将问题分开提出 - 您有以下问题：1）什么是内存序列模型？（可能由C++11回答，答案将类似但语法不同）2）C11是否提供了所有这些？3）是否仍需要pthreads等？4）C11编译器支持进展如何？ - bdonlan

1

@bdonlan：我认为问题1-3在逻辑上相关，并且应该被组合在一起。对于其中任何一个问题的回答都会涉及到它们中的所有三个问题。也许，问题4可以是一个独立的问题，但我觉得没有必要专门为此开启一个问题。 - Alok Save

投票关闭，因为问题过于宽泛：一个问题中包含多个问题。实现状态询问于：https://dev59.com/mF7Va4cB1Zd3GeqPOfHZ和https://dev59.com/gmAf5IYBdhLWcg3wgzDI。 - Ciro Santilli OurBigBook.com

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3个回答

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关于“哪些编译器提供上述功能的支持？”

Pelles C支持C11中的<threads.h>。使用Pelles C编译器创建线程的示例：

#include <stdio.h>
#include <threads.h>

#define NUM_THREADS 7

static int threadData[NUM_THREADS];

int threadFunction(void * data) {
    printf("%d-th thread up\n", *(int*)data);
    return 0;
}

int main(void) {
    thrd_t threadId[NUM_THREADS];

    // init thread data
    for (int i=0; i < NUM_THREADS; ++i)
        threadData[i] = i;

    // start NUM_THREADS amount of threads
    for (int i=0; i < NUM_THREADS; ++i) {
        if (thrd_create(threadId+i, threadFunction, threadData+i) != thrd_success) {
            printf("%d-th thread create error\n", i);
            return 0;
        }
    }

    // wait until all threads terminates
    for (int i=0; i < NUM_THREADS; ++i)
        thrd_join(threadId[i], NULL);

    return 0;
}

编辑：解决了线程共享数据问题和在所有线程终止之前提前退出 main() 的问题。

- Agnius Vasiliauskas

3

Janneb已经给出了很多解释。对于你的最后一个问题

最后，哪些编译器支持上述功能？有没有关于支持这些功能的时间表的参考资料？

gcc编译器家族（clang、icc、opencc）支持新标准所需的大多数语义，只有语法上的区别。（clang甚至在最新版本中实现了_Generic。）

对于P99，我编写了包装宏，将大多数特性映射到已经是C11语法或接近C11语法的东西上（用于模拟_Generic）。

因此，如果你有其中的一个编译器，并且在一个POSIX系统上，你可以立即开始使用C11的大部分功能：线程和所有类型的mtx_h等，原子操作_Atomic，类型通用宏（与C11语法略有不同），_Static_assert和对齐等内容。

- Jens Gustedt

1

“threads.h” 在我看来将成为 C 库（如 glibc）的一部分，而不仅仅是编译器。目前没有任何 C 库和编译器能够完全支持“真正”的多线程（截至 02/2k12 的现在和不久的未来）。 - Tomas Pruzina

@AoeAoe，P99还包含了对POSIX线程的“threads.h”部分的完整仿真，包括mtx_t、cond_t等等。 - Jens Gustedt

2

“gcc家族”是什么定义？据我所知，GNU C编译器、Intel C编译器和Clang之间没有任何关系。 - bames53

7

@bames53，这里有一个简单的关系，这些编译器似乎大部分都试图与gcc兼容。特别地，它们都会将__GNUC__宏定义为某个值。 - Jens Gustedt

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- janneb · Accepted Answer

首先，不要忽视C++11。新标准的并发工作是在C++11的支持下完成的，然后被导入C11中以实现兼容性。尽管存在一些语法差异（例如由于普通C没有模板或函数重载而产生的差异），但它们从设计上来说是相同的。为此，“证据”可以查看WG14文件。例如：

n1349
n1423
n1424
n1437
n1479
n1480
n1489
n1584

以及其中的参考文献。更多信息可以在

Open Std 网站

现在，进入您的问题：

什么是改进的内存序列模型？

显而易见的答案是，它已经被更改以考虑多个线程及其相互交互的情况。有关稍长的答案，请参见评论中已经提到的C++11引入了一种标准化的内存模型。这意味着什么？它将如何影响C++编程？。对于深入理解来说，stackoverflow的回答可能不是正确的地方（更不用说有几个子问题的问题了！）。但幸运的是，Hans Boehm维护了一个非常好的页面，其中包含有趣的链接供进一步阅读（再次记住，C11和C++11内存模型在语义上是相同的）。

我希望我没有漏掉什么？

除了内存模型之外，您的列表似乎涵盖了C11中的并发添加。对于其他更改，维基百科上有一个列表；就我个人而言，我想不出维基百科列表漏掉了什么。

由于现在标准库本身提供（将要提供）了所有需要的多线程功能，因此将来不再需要POSIX和这样的库（用于多线程支持）吗？

是的，它们将是必要的。首先，没有人会重新编写所有使用各种现有线程 API 的现有代码。其次，C(++)11 线程库很可能会作为各种本机线程库的包装器实现/将被实现; 哪怕有一种记录方式来检索指向底层本机线程的指针，以防需要执行超出 C(++) 线程库支持的操作。将 C(++)11 线程库视为对各种本机线程库最小公共分母的可移植包装器。

最后，哪些编译器提供了上述功能的支持？是否有时间表的参考？我记得对于 C++11 有一个链接用于编译器支持和功能，可能有类似的东西吗？

我没有看到任何详细的列表，与 C++11 相比，C11 的关注度似乎不高。这里有即将推出的 GCC 4.7 的简短通知: http://gcc.gnu.org/gcc-4.7/changes.html . 对于并发支持，可以在这里检查 C++11 状态页面中的并发支持: http://gcc.gnu.org/projects/cxx0x.html . 还可以在这里找到有关当前状态和 GCC 计划的一些说明：http://gcc.gnu.org/wiki/Atomic (根据该页面，stdatomic.h 可用)。对于其他编译器，这里有一个很好的 C++11 状态列表，涵盖了各种编译器的支持情况：http://www.aristeia.com/C++11/C++11FeatureAvailability.htm 。从这些链接中，人们可以检查并发支持的状态，并假定相关供应商计划支持 C11，那么 C11 并发支持很可能与 C++11 并发支持处于相同级别。