### 3.1 Guarded
Suspension 模式
Guarded
Suspension 模式是一种经典的线程间通信设计模式，适用于一个线程需要等待某个条件成立后才能继续执行的场景。该模式的基本思想是：一个线程等待某个条件满足后才继续执行，而另一个线程负责在条件满足时通知等待线程。这种模式广泛应用于线程间顺序控制，例如一个线程完成数据处理后通知另一个线程进行后续操作。
实现方式通常依赖于条件变量和互斥锁。一个线程通过等待条件变量进入阻塞状态，而另一个线程在条件满足时唤醒等待线程。这种方式可以避免忙等待，提高系统效率[^1]。
示例代码如下：
```cpp
#include <pthread.h>
#include <iostream>
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_c
ond_t c
ond = PTHREAD_C
OND_INITIALIZER;
bool c
onditi
onMet = false;
void* threadFuncti
on1(void* arg) {
pthread_mutex_lock(&mutex);
// Perform some
processing
std::cout << "Thread 1 is
processing." << std::endl;
c
onditi
onMet = true;
pthread_c
ond_signal(&c
ond); // Notify thread 2
pthread_mutex_unlock(&mutex);
return NULL;
}
void* threadFuncti
on2(void* arg) {
pthread_mutex_lock(&mutex);
while (!c
onditi
onMet) {
pthread_c
ond_wait(&c
ond, &mutex); // Wait for the c
onditi
on
}
// C
ontinue
processing after the c
onditi
on is met
std::cout << "Thread 2 c
ontinues
processing." << std::endl;
pthread_mutex_unlock(&mutex);
return NULL;
}
int main() {
pthread_t thread1, thread2;
pthread_create(&thread1, NULL, threadFuncti
on1, NULL);
pthread_create(&thread2, NULL, threadFuncti
on2, NULL);
pthread_join(thread1, NULL);
pthread_join(thread2, NULL);
return 0;
}
```
### 3.2 生产者-消费者模式
生产者-消费者模式是一种经典的异步线程间通信设计模式，用于
解决数据生产与消费之间的同步
问题。生产者线程负责生成数据并将其放入共享缓冲区，而消费者线程则从缓冲区中取出数据进行处理。为了避免数据竞争和缓冲区溢出，通常使用互斥锁和信号量进行同步控制。
这种模式广泛应用于多线程任务队列、事件驱动系统和网络通信等场景。生产者和消费者之间通过共享内存进行数据交换，并通过同步机制确保数据一致性。
### 3.3 消息传递模式
消息传递模式是一种线程间通信的常用方式，特别是在 GUI 程序中。一个线程可以通过发送消息通知另一个线程执行特定操作。例如，工作者线程完成任务后可以向主线程发送消息，主线程接收到消息后进行 UI 更新或其他处理。
在 Windows 平台，可以使用 `PostMessage` 函数向指定窗口发送消息，接收方通过消息处理函数进行响应。这种方式可以避免直接共享数据，提高系统的稳定性和可维护性[^4]。
示例代码如下：
```cpp
UINT ThreadFuncti
on(LPVOID pParam) {
while (!bend) {
Beep(100, 100);
Sleep(1000);
}
::PostMessage(hWnd, WM_USERMSG, 0, 0);
return 0;
}
// WM_USERMSG 消息的响应函数
L
ONG CTestView::
OnThreadended(WPARAM wParam, LPARAM lParam) {
AfxMessageBox("Thread ended.");
return 0;
}
```
### 3.4 共享内存与 volatile 关键字
共享内存是一种高效的线程间通信方式，多个线程可以直接访问同一块内存区域。为了确保线程能够及时感知共享变量的变化，可以使用 `volatile` 关键字进行声明。`volatile` 关键字告诉编译器该变量可能会在程序之外被修改，因此每次访问该变量时都必须从内存中读取，而不是使用寄存器缓存。
这种方式适用于多个线程监听一个变量的状态变化，并根据变量值执行相应操作。尽管实现简单，但在复杂系统中容易引发数据竞争和同步
问题，因此需要结合其他同步机制使用[^3]。
###
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