Практика з багатопоточності на C++ є чудовим способом закріпити теоретичні знання та отримати реальний досвід у розробці ефективних багатозадачних програм. Початкові вправи дозволяють познайомитись з основами багатопоточності, такими як створення потоків і передача параметрів у функції потоків. Наприклад, можна почати з простих завдань, таких як виведення повідомлення з потоку або обчислення суми елементів масиву за допомогою кількох потоків. Інші вправи включають синхронізацію доступу до спільних змінних через std::mutex та демонстрацію умов гонки без використання цього механізму. Також важливо освоїти такі інструменти, як std::lock_guard і std::unique_lock, для управління блокуванням mutex.
Середній рівень вправ пропонує більш складні завдання, такі як реалізація класичних задач з багатопоточності. Наприклад, ви можете реалізувати задачу виробник-споживач, використовуючи чергу та std::condition_variable для синхронізації потоків. Також важливо освоїти роботу з асинхронними задачами, використовуючи std::async та std::future. Вправи середнього рівня також включають вивчення таких концепцій, як пул потоків, потоки з локальними змінними за допомогою thread_local, а також більш складні алгоритми, наприклад, паралельне множення матриць або многопотокове сортування.
Просунуті вправи з багатопоточності орієнтовані на створення складних програм. Тут ви можете реалізувати многопотокове завантаження файлів або створити потокобезпечний кеш, використовуючи замки для читання та запису. Також цікаві завдання, як створення паралельного веб-краулера, багатопотоковий чат-сервер або паралельне застосування фільтрів до зображень. Розв’язування складних проблем, таких як крадіжка роботи в пулі потоків або застосування шаблону спостерігача для багатопоточних програм, допомагає підготуватися до реальних завдань у професійній розробці.
Завершенням навчання є важливе вивчення та розв’язання проблем, таких як мертві блокування, з використанням інструментів для налагодження, що дозволяє поглибити розуміння багатопоточних програм та знизити ймовірність помилок у реальних проєктах.
Ці вправи є потужним інструментом для розвитку навичок роботи з багатозадачністю на C++ та створення ефективних і безпечних програм.
Перекладено з: C++ Multithreading Practice Programs