Multi-Threaded Programming in C++ pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Mark Walmsley

出品人:

页数:223

译者:

出版时间:1999-11-23

价格:USD 69.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9781852331467

丛书系列:

图书标签:

• 计算机技术
• 编程
• C++
• C++
• 多线程
• 并发编程
• 并行编程
• 操作系统
• 系统编程
• 高性能计算
• 线程安全
• 锁机制
• 设计模式
• 现代C++

《并发世界：C++ 线程与同步机制深度解析》 在现代软件开发中，充分利用多核处理器的强大能力已成为提升应用程序性能的关键。本书《并发世界：C++ 线程与同步机制深度解析》将带领您深入探索 C++ 中并发编程的广阔天地，从最基础的线程创建与管理，到复杂的同步机制和共享数据安全，为您提供一套系统、深入的学习路线。 本书并非一本浅尝辄止的入门读物，而是旨在为那些希望精通 C++ 并发编程的开发者量身打造。我们不会局限于 C++11 标准引入的 `std::thread`，而是会追溯 C++11 之前（例如 POSIX 线程、Windows API 线程）以及 C++14、C++17、C++20 等标准中不断演进的并发模型和特性。您将学习到如何在不同平台上高效地创建和管理线程，理解线程的生命周期、调度策略以及线程栈等底层细节。 本书的另一核心内容在于深入剖析 C++ 提供的丰富同步原语。我们将详细讲解互斥量（`std::mutex`、`std::recursive_mutex`、`std::timed_mutex`）的工作原理、使用场景以及潜在的死锁问题，并提供避免死锁的实用策略。条件变量（`std::condition_variable`）将是本书的重要组成部分，您将学习如何利用它们实现线程间的精确协作和通信，无论是生产者-消费者模型，还是复杂的任务调度，都能得心应手。 此外，本书还将涵盖原子操作（`std::atomic`）在无锁并发编程中的关键作用。我们将深入理解原子变量的内存序（memory order）概念，包括 `memory_order_relaxed`, `memory_order_acquire`, `memory_order_release`, `memory_order_acq_rel` 以及 `memory_order_seq_cst`，并展示如何利用它们在不加锁的情况下安全地访问共享数据，从而显著提升性能。 为了应对更高级的并发场景，本书还会探讨 C++ 标准库中提供的其他并发工具，例如： Future 和 Promise (`std::future`, `std::promise`, `std::async`)： 学习如何优雅地管理异步操作的结果，以及如何将计算任务推送到后台线程执行。 Semaphore (`std::counting_semaphore`, `std::binary_semaphore`)： 理解信号量在资源池管理和线程计数等场景下的应用。 Latch 和 Barrier (`std::latch`, `std::barrier`)： 掌握这些 C++20 新增的同步原语，用于协调一组线程完成某个阶段性的任务。 Reader-Writer Locks： 虽然 C++ 标准库没有直接提供，但我们将探讨如何通过组合现有的同步原语来实现高效的读写锁，以优化读多写少的并发访问场景。 除了对 C++ 标准并发库的全面介绍，本书还将触及一些重要的并发设计模式和最佳实践。您将学习如何设计可重入函数、理解竞态条件（race condition）的根源并掌握检测和避免它的技巧。数据竞争（data race）是并发编程中最棘手的错误之一，本书将深入分析其发生机制，并提供各种工具和方法来检测和消除数据竞争。 本书的案例研究和示例代码将贯穿始终，力求理论与实践相结合。我们将从简单易懂的例子开始，逐步过渡到更复杂、更贴近实际应用场景的并发问题，例如： 多线程 Web 服务器的实现： 学习如何处理并发连接请求。 并行数据处理： 如何将大规模数据处理任务分解并由多个线程并行执行。 线程安全的日志系统： 保证在多线程环境下日志输出的正确性。 高性能缓存的设计： 如何在并发访问的场景下实现高效的缓存。 本书的读者对象包括但不限于： 有一定 C++ 基础，希望提升程序性能的开发工程师。 需要处理高并发场景的系统架构师。 对操作系统底层并发机制感兴趣的研究人员。 正在学习或已经使用 C++ 进行并发编程的各个阶段的开发者。 无论您是刚刚接触并发编程，还是在并发领域有着丰富的经验，本书都将是您宝贵的参考。通过系统地学习本书的内容，您将能够自信地设计、实现和调试复杂的并发 C++ 程序，充分释放多核处理器的潜力，为您的应用程序带来卓越的性能和可靠性。

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说实话，我之前对C++的多线程编程一直感觉是个黑匣子，知其然，不知其所以然。这本书的出现，就像一道强光，瞬间照亮了我眼前的迷雾。作者的叙述方式非常独特，他善于将抽象的概念具象化，让原本枯燥的技术变得鲜活起来。比如，在讲解线程池（thread pool）时，他没有像其他书那样罗列大量的API，而是将线程池比作一个高效的“任务调度中心”，详细解释了工作线程如何从队列中获取任务，如何高效地重复利用线程，以及如何动态调整线程数量以适应不同的负载。这种生动的比喻，让我对线程池的设计理念和优势有了豁然开朗的理解。书中的代码示例也极具启发性，作者总是能找到一个非常巧妙的角度来演示某个技术点。例如，在讲解读写锁（read-write lock）时，他没有直接给出代码，而是先设计了一个场景，描述了在一个多读者、少写者的数据结构中，使用普通互斥锁会导致性能瓶颈，然后引出读写锁的优势，并用简洁的代码实现了这一场景的优化。我感觉自己不再是机械地记忆代码，而是理解了代码背后的设计哲学和性能考量。书的结构也安排得相当合理，从基础概念到高级应用，层层深入，循序渐进，让我能够一步一个脚印地掌握多线程编程的精髓。

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这本书的封面设计十分引人注目，深邃的蓝色背景搭配着交织的代码线条，仿佛在预示着书中将要揭示的那些复杂而精妙的并发世界。我迫不及待地翻开了第一页，虽然我之前对多线程编程有过一些零散的了解，但总感觉像是站在一片迷雾之中，看不清全貌。而这本书，从一开始就用一种系统而清晰的思路，为我铺就了一条通往理解的道路。它并没有上来就抛出晦涩难懂的概念，而是从最基础的多线程模型讲起，层层递进，将线程的创建、管理、同步等核心概念一一剖析。我尤其喜欢作者在讲解每一个概念时，都配以大量生动形象的比喻和简洁明了的代码示例。这让我感觉不再是枯燥地学习理论，而是像在和一位经验丰富的导师对话，他能巧妙地将复杂的知识点化繁为简，让我茅塞顿开。例如，在解释互斥锁（mutex）时，作者将其比作一把只能由一个人持有的钥匙，进入房间（临界区）必须先拿到钥匙，离开时再归还。这个简单的比喻，却让我瞬间理解了互斥锁的核心作用以及它在保护共享资源时的关键性。书中的代码示例也并非只是简单的“hello world”式的演示，而是深入到实际应用场景，展示了如何在多线程环境下处理数据共享、避免竞态条件等常见问题。每一个代码片段都经过精心的设计，既能清晰地展示某个技术点，又能体现出其在实际开发中的价值。我感觉自己仿佛拥有了一套武功秘籍，每个招式都招招致命，直指多线程编程的核心要害。

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初拿到这本书时，我还在犹豫是否要深入研究多线程领域，毕竟这个话题听起来就充满了挑战。然而，这本书的阅读体验却超出了我的预期。作者的写作风格非常务实，几乎没有冗余的理论铺垫，而是直接切入主题，用严谨的逻辑和丰富的实践案例来引导读者。让我印象深刻的是，书中对于各种同步机制的讲解，不仅仅停留在“是什么”的层面，更深入探讨了“为什么”和“怎么用”。比如，对于条件变量（condition variable），作者花了相当篇幅来阐述它如何与互斥锁配合使用，实现更灵活的线程间通信和等待。他没有仅仅给出API的说明，而是详细解释了在不同场景下，使用条件变量可以有效地解决哪些特定的并发难题，并提供了相应的代码模板。我特别欣赏书中对“死锁”的分析，作者通过列举几种典型的死锁场景，并给出详细的分析过程和预防措施，让我对这个令人头痛的问题有了更深刻的认识。书中的例子代码都非常贴近实际开发，让我能够直接将学到的知识应用到自己的项目中去。而且，作者在讲解过程中，还会时不时地给出一些“陷阱”提示，提醒读者在实际编程中需要注意的细节和容易出错的地方。这种“过来人”的经验分享，对于新手来说简直是无价之宝。我感觉这本书就像一位经验老道的程序员，在手把手地教你如何构建稳定、高效的多线程应用，避免走弯路。

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当我拿到这本书时，我内心是充满期待的，因为我深知C++多线程编程的复杂性，并且一直渴望有一本能够真正帮助我理解和掌握它的书籍。而这本书，无疑满足了我的这份渴望。作者在讲解过程中，充分考虑到了读者的学习曲线，从最基础的线程概念开始，逐步深入到更复杂的同步机制和设计模式。我特别欣赏书中对“并发与并行”的区分，以及对“竞态条件”和“死锁”等常见问题的详尽剖析。作者并没有回避这些技术上的难点，而是用非常清晰的语言和精妙的图示，将这些容易混淆的概念解释得一清二楚。例如，在讲解原子操作（atomic operations）时，作者不仅介绍了其基本用法，还深入探讨了它们在避免数据竞争中的作用，并提供了一些实际的性能对比案例。这些案例让我深刻体会到，在某些场景下，原子操作比传统的互斥锁更能提高程序的效率。书中的代码示例也恰到好处，既不显得过于简单而流于表面，也不至于过于复杂而让人望而却步。每一个示例都紧密围绕着讲解的核心内容，并且提供了详细的解释，让我能够快速理解代码的意图和实现方式。我感觉自己就像在一位经验丰富的向导的带领下，穿越了一片茂密的森林，每一步都踩在坚实的土地上，并且看到了沿途美丽的风景。

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翻开这本书，我立刻被其严谨而深入的论述所吸引。作者的写作风格十分沉稳，但字里行间又流露出对多线程编程的热情和深刻理解。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一次对C++并发世界的一次深度探索。我特别欣赏书中对于各种同步原语（synchronization primitives）的细致讲解，比如信号量（semaphore）、事件（event）等。作者没有仅仅停留在API的调用上，而是深入分析了它们的底层实现原理，以及在不同场景下的适用性。他通过大量的实例，展示了如何巧妙地利用这些工具来解决复杂的并发问题，例如生产者-消费者模型、哲学家就餐问题等。这些经典的并发场景，在书中得到了非常生动而全面的展示，让我对这些抽象的算法有了更直观的认识。书中的一些高级章节，如内存模型（memory model）和无锁数据结构（lock-free data structures），更是让我眼前一亮。作者用一种非常严谨的数学和逻辑推理，阐述了这些前沿技术的核心思想，并提供了一些实践性的建议。我感觉这本书就像一个宝藏，每一次阅读都能发现新的惊喜，每一次思考都能获得新的启发。它不仅提升了我对多线程编程的理论认知，更重要的是，它为我提供了解决实际问题的有效方法和思路。

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