C++11中线程、锁与条件变量

在C++11标准中，引入了对多线程编程的强大支持，其中线程、锁与条件变量是多线程编程中的重要组成部分，它们共同协作，使得程序能够更加高效地利用多核处理器资源，实现并发执行。

线程是程序执行的最小单位。在C++11中，通过std::thread类可以方便地创建和管理线程。只需将一个可调用对象（如函数、函数对象或Lambda表达式）传递给std::thread的构造函数，就可以创建一个新的线程并开始执行该可调用对象。例如：

#include <iostream>
#include <thread>

void thread_function() {
    std::cout << "Hello from thread!" << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t(thread_function);
    t.join();
    return 0;
}

然而，当多个线程同时访问共享资源时，可能会导致数据竞争和不一致的结果。为了避免这种情况，需要使用锁来保护共享资源。C++11提供了多种锁类型，如std::mutex（互斥锁）。互斥锁通过lock和unlock操作来控制对共享资源的访问，确保在同一时刻只有一个线程能够访问该资源。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

std::mutex mutex;
int shared_data = 0;

void increment() {
    mutex.lock();
    shared_data++;
    mutex.unlock();
}

条件变量则是线程间同步的一种机制。它允许线程在满足特定条件之前等待，当条件满足时，线程被唤醒继续执行。std::condition_variable与std::mutex配合使用，通过wait和notify操作来实现线程的等待和唤醒。

例如，一个线程等待某个共享变量达到特定值，另一个线程修改该变量并在满足条件时通知等待的线程。

在C++11中，线程、锁与条件变量的结合使用为多线程编程提供了强大而灵活的支持。合理运用这些机制，可以提高程序的性能和响应性，充分发挥多核处理器的优势，实现高效的并发程序设计。但也需要注意正确地使用锁和条件变量，避免死锁和其他并发问题的出现。