C++11标准库<chrono>、<future>、 <atomic>、<condition_variable> ...

目录

• 
  
  
  
  • 时间间隔duration
    
    
    
    • 常用的duration
      
    
    
  • 时间点time_point
    
  • 时钟system_clock & steady_clock
    
    
    
    • system_clock
      
      
      
      • 代码举例
        
      
      
    • steady_clock(秒表)
      
      
      
      • 例程:
        
      
      
    
    
  • 转换函数
    
    
    
    • 1.duration_cast
      
      
      
      • Description:
        
      • duration支持隐式转换的规则
        
      
      
    • 2. time_point_cast
      
    
    
  
  
• 
  
  
  
  • this_thread定名空间
    
    
    
    • 1. get_id()
      
    • 2. sleep_for()
      
    • 3. sleep_until()
      
    • 4. yield()
      
    
    
  • thread类
    
    
    
    • 构造函数:
      
    • 类方法
      
      
      
      • 1. get_id()
        
      • 2. join()
        
      • 3. detach()
        
      • 4. joinable()
        
      • 5. operator=
        
      • 6. hardware_concurrency(static)
        
      
      
    
    
  
  
• 
  
  
  
  • std::call_once函数
    
    
    
    • 例程:使用call_once实现的单例模式
      
    
    
  • std::mutex类 -- 独占互斥锁
    
    
    
    • 成员函数
      
    
    
  • std::recursive_mutex类 -- 递归互斥锁
    
    
    
    • 使用注意:
      
    • 描述:
      
    
    
  • std::timed_mutex类 -- 超时互斥锁
    
    
    
    • 描述:
      
    • 成员函数:
      
    
    
  • std::recursive_timed_mutex类
    
  • std::lock_guard模板类
    
    
    
    • 函数原型:
      
    
    
  • std::unique_lock模板类
    
    
    
    • 成员方法
      
    
    
  
  
• 
  
  
  
  • condition_variable类
    
    
    
    • 类方法
      
    • 生产者消费者模型 -- 壅闭队列
      
      
      
      • 单条件变量版
        
      
      
    
    
  • condition_variable_any模板类
    
    
    
    • 区别
      
    • 优缺点
      
    
    
  
  
• 
  
  
  
  • 原子操作的概念
    
  • CAS实现原理
    
  • CAS操作的伪代码：
    
    
    
    • 使用CAS完成变量的原子操作:
      
    • CAS 操作的包管
      
    • lock和锁的概念
      
    
    
  • atomic模板类
    
    
    
    • 构造函数
      
    • 公共成员函数:
      
    • atomic与互斥锁的效率比对
      
    
    
  
  
• 
  
  
  
  • future模板类
    
    
    
    • 成员函数:
      
    
    
  • promise类
    
    
    
    • promise的使用例程:
      
    
    
  • packaged_task模板类
    
    
    
    • 例程:
      
    
    
  • async模板函数
    
    
    
    • 例程:
      
    
    
  • shared_future模板类
    
  
  

C++11中提供了日期和时间相关的库chrono。
chrono库主要包含三种范例的类：时间间隔duration、时钟clocks、时间点time point。
时间间隔duration

• 常用类成员
  

duration表示一段时间间隔，用来记录时间长度，可以表示几秒、几分钟、几个小时的时间间隔。duration的原型如下：

1. // 定义于头文件 <chrono>
2. template<
3.         class Rep, //单位类型 == 单位次数(多少个单位) == 多少个周期数
4.         class Period = std::ratio<1>  //单位  Period:周期,默认周期为1s
5. > class duration;

复制代码

模板参数:

• Rep：Representation(表示),这是一个数值范例，用于表示时钟数（周期）的范例（默认为整形）。若 Rep 是浮点数，则 duration 能使用小数描述时钟周期的数目。
  
• Period：表示时钟的周期，它的原型如下：
  1. // 定义于头文件 <ratio>
  2. template<
  3.     std::intmax_t Num,
  4.     std::intmax_t Denom = 1
  5. > class ratio;

  复制代码
  位于定名空间std
  ratio(比率;比例)类表示每个时钟周期的单位,如秒、毫秒、微秒，其中第一个模板参数Num(Numerator)代表分子，Denom(denominator)代表分母，该分母值默认为1，因此，ratio代表的是一个分子除以分母的数值，比如：ratio代表一个时钟周期是2秒，ratio代表一分钟，ratio代表一个小时，ratio代表一天。而ratio代表的是1/1000秒，也就是1毫秒，ratio代表一微秒，ratio代表一纳秒。
  std::ratio - cppreference.com
  
  
  
  

常用的duration

为了方便使用，在标准库中定义了一些常用的时间间隔，比如：时、分、秒、毫秒、微秒、纳秒，它们都位于chrono定名空间下，定义如下：
范例定义纳秒：std::chrono::nanosecondsusing nanoseconds  = duration;微秒：std::chrono::microsecondsusing microseconds = duration;毫秒：std::chrono::millisecondsusing milliseconds = duration;秒  ：std::chrono::secondsusing seconds      = duration;分钟：std::chrono::minutesusing minutes      = duration;小时：std::chrono::hoursusing hours        = duration;

• duration类的构造函数原型如下：
  

1. // 1. 拷贝构造函数
2. duration( const duration& ) = default;  //浅拷贝
3. // 2. 通过指定时钟周期的类型和次数来构造对象(以缺省单位秒直接构造)j
4. template< class Rep2 >
5. constexpr explicit duration( const Rep2& r ); //std::chrono::duration<int> sec(1);//1秒
6. // 3. 通过指定时钟周期类型，和时钟周期长度来构造对象
7. template< class Rep2, class Period2 >
8. constexpr duration( const duration<Rep2,Period2>& d );//改变单位

复制代码

• 为了更加方便的进行duration对象之间的操作，类内部进行了操作符重载：
  

1. duration& operator= (const duration& rhs) = default;
2. constexpr duration operator+() const;
3. constexpr duration operator-() const;
4. duration& operator++();
5. duration  operator++(int);
6. duration& operator--();
7. duration  operator--(int);
8. duration& operator+= (const duration& rhs);
9. duration& operator-= (const duration& rhs);
10. duration& operator*= (const rep& r);
11. duration& operator/= (const rep& r);
12. duration& operator%= (const rep& r);
13. duration& operator%= (const duration& rhs);

复制代码

注意事项：duration的加减运算有一定的规则，当两个duration时钟周期不相同的时候，会先统一成一种时钟，然后再进行算术运算，统一的规则如下：假设有ratio 和 ratio两个时钟周期，首先需要求出x1，x2的最大公约数X，然后求出y1，y2的最小公倍数Y，统一之后的时钟周期ratio为ratio。

exam:
[code]    std::chrono::duration d1(3); //单位为9/7秒    std::chrono::duration d2(1); //单位为6/5秒    /*    9和6的最大公约数是3;    7和5的最小公倍数是35;    */    // d1 和 d2 统一之后的时钟周期    std::chrono::duration d4 = d1 - d2;     auto d3 = d1 - d2;    std::cout