parallel programming
notes about parallel programming in cpp, including threads, process, coroutine
并发编程基础
CPU 的单核性能提升接近瓶颈，多核是未来的趋势，并发技术能充分利用多核特性：在同一时间段内交替执行多个任务，提高程序执行效率和资源利用率。同时，并发也提升了处理任务数量的能力——网络请求的高并发往往依赖协程，十万并发时服务器开不了十万个线程，但开十万个协程完全可行。
本目录围绕并发编程的三种主要手段——多线程（共享内存空间的轻量级执行单元）、多进程（独立内存空间的重量级执行单元）、协程（用户态管理的轻量级并发）——提供从教程代码到基准测试的完整实践。
1. 目录结构
| 目录 | 内容 |
|---|---|
0_tutorial/1_multiThread | 多线程教程代码：线程创建（thread/async/packaged_task/jthread/并行算法）、同步机制，以及生产者消费者、读写锁、打印顺序、原子 vs 互斥等练习（5_threadsQuiz） |
0_tutorial/2_multiProcess | 多进程教程代码 |
0_tutorial/3_coroutine | 协程教程代码：C++20 协程（promise/awaiter/generator/task/scheduler）、协程实现原理（手写状态机、宏协程、简单调度器）与 Boost.Coroutine |
1_benchmark | 基准测试：基础测试（0_basic_test）、线程池测试（1_threadPool_test）、TBB 测试（2_tbb_test）、八皇后问题（3_eightQueen）、PPL 策略测试（4_ppl_strategy_test），每组均附 BENCHMARK_REPORT.md |
docs/ | 笔记：线程（1_threads，含原子、TBB、OpenMP）、进程（2_process）、协程（3_corotuine，含 Boost 与 C++20 协程） |
lib/ | 可复用组件：自研 threadPool 与基于 TBB 的 tbbThreadPool |
utils/ | 公共工具 |
2. 三种并发模式对比
调度与开销：
- 进程由内核调度，切换涉及完整地址空间（页表、FD、寄存器），开销约 1–10 微秒
- 线程由内核调度，共享进程地址空间，切换保存私有栈与寄存器，开销约 0.1–1 微秒
- 协程由用户态调度，程序代码控制切换点（
await/yield），操作系统不感知，开销约 10–100 纳秒
隔离与通信：
- 进程强隔离、崩溃互不影响，但跨进程通信需 IPC（管道、消息队列、共享内存），成本高
- 线程共享内存与句柄，通信成本低，但需显式同步（锁/原子），单线程崩溃影响整个进程
- 协程共享所在线程上下文，少用锁，依赖任务调度与消息传递，但阻塞 I/O 会卡住整个线程，需配合非阻塞 I/O/事件循环
选择建议：
- 高稳定隔离 → 优先多进程，跨故障域部署更安全
- 真并行利用多核 → 线程（或多进程 + 共享内存/IPC），配合线程池
- 海量 I/O/低延迟 → 协程/异步框架，确保全链路非阻塞
- 简单且正确优先 → 先用线程池/成熟异步框架，再按瓶颈定位优化（无锁/协程/进程隔离）
更深入的内容（进程/线程状态机、调度器机制、切换开销分析、可重入函数与线程安全的辨析等）见 docs/ 中的笔记。
版权与许可
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