C++ dilinde thread kullanarak birden fazla işlemi eşzamanlı olarak yürütmek mümkündür Thread, bir programın içinde birbirinden bağımsız olarak çalışabilen paralel bir yapıdır Bu yapı sayesinde, programın daha hızlı ve verimli çalışması sağlanır Thread oluşturma için farklı yöntemler kullanılabilir ve join fonksiyonu ile thread bitirilebilir Thread kullanırken, veri paylaşımında yaşanabilecek senkronizasyon problemleri için mutex, condition variable gibi araçlar kullanılabilir

C++, modern yazılım geliştirme dünyasında yaygın olarak kullanılan bir programlama dilidir. C++ dilinde birden fazla işlemi eşzamanlı (paralel) olarak yürütmenin bir yolu, Thread kullanımıdır. Bu yöntem sayesinde, program içinde farklı işlemler komut satırlarından ayrı olarak çalışabilir.

Thread, bir programın içinde birden fazla işlemi yürütmek için kullanılan paralel bir yapıdır. Birbirlerinden bağımsız olarak çalışırlar ve işlemler arasındaki senkronizasyonu sağlamak için birçok araç sunarlar. Thread kullanımı, özellikle büyük, karmaşık projelerde çok yararlıdır. Bu yöntem, işlemleri birbirinden bağımsız olarak çalıştırarak, programın daha hızlı ve verimli çalışmasını sağlar.

Thread Nedir?

Thread, C++ programlama dilinde birden fazla işlemi aynı anda yürütmek için kullanılan bir yapıdır. Bir programın ihtiyaç duyduğu birden fazla iş parçası (task) thread şeklinde yürütülerek daha hızlı bir şekilde tamamlanabilir. İşlemler arasında paylaşılan veriler olabilir ve thread bu verilere paralel olarak erişebilir. Böylece, ana program akışını etkilemeden birden fazla işlemi eş zamanlı olarak yürütmek mümkün hale gelir.

Bir başka deyişle, thread asenkron bir yapıdır ve CPU kaynaklarını daha verimli kullanmamızı sağlar. Thread oluşturma, C++11 sürümü ile birlikte std::thread sınıfı kullanılarak kolay bir şekilde yapılabilir. Ancak, birden fazla thread kullanımında senkronizasyon problemleri ortaya çıkabilir. Bu nedenle, mutex, condition variable gibi senkronizasyon araçları kullanarak birden fazla thread arasında veri paylaşımında problem yaşanmaması sağlanabilir.

Thread Oluşturma

C++ dili, birden fazla işlemi aynı anda yürütmek için thread kullanımına izin verir. Thread oluşturmak için ise std::thread sınıfı kullanılır ve farklı yöntemlerle oluşturulabilir.

Bu yöntemlerden biri function pointer kullanarak thread oluşturma'dır. Bu yöntemde, thread bir işlev göstericisi kullanılarak oluşturulur. İkinci bir yöntem ise lambda ifade kullanarak thread oluşturma'dır. Bu yöntemde, bir lambda ifadesi kullanılarak thread oluşturulabilir.

Thread oluşturma yöntemlerinin yanı sıra, thread'in bitirilmesi için join() fonksiyonu kullanılabilir. Thread, detached modunda oluşturulursa, ana program bitse bile thread devam eder. Bu özellik, detached modunda thread oluşturma yöntemi ile kullanılabilir.

Thread oluşturmak için farklı yöntemlerin kullanılması, programcılara daha fazla esneklik sağlar.

Function Pointer Kullanarak Thread Oluşturma

C++ dilinde birbirinden bağımsız olarak birden fazla işlemi yürütmek için kullanılan Thread, farklı yöntemlerle oluşturulabilir. Function pointer kullanarak Thread oluşturma yöntemi, bir işlev göstericisi kullanılarak gerçekleştirilir. Bu yöntemde, öncelikle bir işlev göstericisi oluşturulur. Daha sonra, bu gösterici thread yapıcı yönteminde kullanılarak thread oluşturulur.

Örneğin, aşağıdaki kod bloğunda, functionPointer isimli işlev göstericisi, myThread isimli thread yapıcısının içerisinde kullanılarak thread oluşturulmaktadır:

void myFunction() {   cout << "Bu bir function pointer kullanarak oluşturulan Thread örneğidir." << endl;}int main() {   std::thread myThread(functionPointer);   myThread.join();   return 0;} 

Yukarıdaki kod parçasında, myFunction isimli işlev göstericisi oluşturulmuş ve myThread isimli thread yapıcısının içerisinde bu gösterici kullanılarak thread oluşturulmuştur. Ardından da join() yöntemi kullanılarak thread bitirilmiştir.

Bu yöntemle oluşturulan thread’ler, diğer thread’ler ile senkronize edilebilir. Bu sayede, aynı anda birden fazla işlem yürütülürken, hata ve uyumsuzluk problemleri önlenebilir.

Join() Kullanarak Thread Bitirmek

Thread’ler oluşturulduktan sonra belirli durumlarda bitirilmeleri gerekebilir. Thread’in bitirilmesi için join() fonksiyonu kullanılabilir. Join() fonksiyonu, thread’in bitmesini bekleyen bir fonksiyondur. İlgili thread’in bitmesi beklenir ve ilerleme, bitme sonrası gerçekleştirilir.

Join() fonksiyonu kullanılarak, thread’in hangi fonksiyona bağlı olarak çalışacağı belirtilir. Ayrıca, joinable() fonksiyonu ile ilgili thread’in join() fonksiyonuna uygun şekilde kullanılıp kullanılamayacağı kontrol edilebilir.

Aşağıdaki örnek, join() fonksiyonu kullanılarak thread’in nasıl bitirildiğini göstermektedir.

void thread_func(){    // işlemler}int main(){    std::thread t(thread_func);    std::cout << "Ana Thread\n";    t.join();    std::cout << "Thread Sonlandı\n";    return 0;}      

Kod örneğinde, thread_func() adlı bir fonksiyon tanımlanmış ve daha sonra std::thread sınıfı kullanılarak bir thread oluşturulmuştur. Daha sonra, ana thread devam ederken ilgili thread join() fonksiyonu ile bitirilir.

Bu örnek, basit bir şekilde join() fonksiyonunun kullanımını göstermektedir. Daha karmaşık programlar için, farklı senaryolara özel kodlar yazılabilinir.

Detached Modunda Thread Oluşturma

C++ dilinde, birden fazla işlemi aynı anda yürütmek için kullanılan Thread yapısı, farklı yöntemlerle oluşturulabilir. Bunlardan biri de detached modunda thread oluşturmaktır. Bu yöntemde, thread ana programdan ayrılır ve ana program bitse bile thread devam eder.

Detached modunda thread oluşturmak için, std::thread sınıfı kullanılır ve thread oluşturulurken detach() fonksiyonu çağrılır. Böylece thread ana programdan ayrılır ve kendi başına çalışmaya devam eder. Ancak, thread'in bittiğinden emin olunmak için join() kullanmak yerine, detach() kullanımının yeterli olup olmadığına dikkat edilmelidir.

Detached modunda oluşturulan thread, kendi bellek yığına sahip olacaktır ve ana programdan farklı olarak çalışacaktır. Ancak, bu yöntem kullanılırken dikkat edilmesi gereken diğer bir nokta, detached thread'in bellek yığınının serbest bırakılmasıdır. Bu nedenle, detached thread'in bellek yığını hala kullanımda olduğundan, çöp toplama işlemleri ile ilgili olarak da bellek yönetimine dikkat edilmelidir.

Detached modunda thread kullanımı, programlar arasında daha iyi bir performans sağlamak için tercih edilebilir. Ancak, detached thread'in yanlış kullanımı, beklenmeyen durumlar ve hatalarla sonuçlanabilir. Bu nedenle, detached thread kullanımı, doğru senaryolarda yapıldığı sürece en iyi sonuçları verecektir.

Lambda İfade Kullanarak Thread Oluşturma

Lambda ifadeleri, C++ dilindeki anonim fonksiyonlardır. Bu yöntemle, bir fonksiyonu oluşturmak ve hemen ardından Thread oluşturmak mümkündür.

Lambda ifadesi, [] işareti ile başlar ve parametre listesi ve fonksiyon gövdesi arasında -> işareti kullanılır. Örnek olarak, aşağıdaki kodda bir lambda ifadesi kullanılarak Thread oluşturulmuştur:

std::thread t1([](){  std::cout << "Merhaba, benim adım Lambda!\n";});

Bu örnekte, [] işareti ile başlayan lambda ifadesinde herhangi bir parametre kullanılmamakta ve fonksiyon gövdesinde sadece bir çıktı verilmektedir.

Lambda ifadesi kullanılarak thread oluşturma yöntemi, kodu daha okunaklı hale getirmekte ve hızlı bir şekilde thread oluşturmak için idealdir.

Thread Senkronizasyonu

C++ Thread kullanımının bir diğer önemli noktası, birden fazla thread’in aynı anda aynı değişkenleri kullanması durumunda senkronizasyon problemleri yaşanabilmesidir. Bu durumda, birden fazla thread aynı değişkene erişerek bekleme süreleri arasında farklılık gösterebilirler. Bu da beklenmedik ve istenmeyen sonuçlar doğurabilir. Bu tür senkronizasyon problemlerinde, Mutex, Condition Variable gibi araçlar kullanılarak çözüm geliştirilebilir.

Mutex bir kilitleme mantığına sahip bir araçtır. Bu araç sayesinde thread’ler, belirtilen değişkenlere sırayla erişim sağlarlar. Böylece herhangi bir bekleme süresi veya erişim farklılığı yaşanmaz. Buna benzer bir senkronizasyon aracı olan Condition Variable, bir thread’in diğer thread’leri uyandırması için kullanılan bir araçtır. Bu sayede, thread’ler arasında iletişim sağlanabilir ve senkronizasyon problemleri ortadan kaldırılabilir.

Mutex Kullanımı

Mutex, C++ dilinde kullanılan bir senkronizasyon aracıdır. Aynı anda birden fazla thread'in aynı değişkene erişmesini engeller ve senkronize eder. Böylece, bir thread'in kullandığı veriler diğer thread'ler tarafından değiştirilemez. Mutex kullanımı ile birden fazla thread arasında iletişim kurmak ve verileri düzenli tutmak daha kolay hale gelir.

Mutex, std::mutex sınıfı ile oluşturulabilir. Örnek kullanımı aşağıdaki gibidir:

std::mutex mtx;void threadFunction() {    mtx.lock();    // mutex kilidi alındıktan sonra yapılacak işlemler    mtx.unlock();}

Yukarıdaki örnek kodda, std::mutex sınıfı kullanılarak bir mutex oluşturulmuştur. threadFunction() fonksiyonu içerisinde, ilk önce mutex kilidi alınır ve daha sonra işlemler yapılır. İşlemler bittikten sonra, mutex kilidi unlock() fonksiyonu kullanılarak serbest bırakılır.

Birden fazla thread'in aynı anda aynı değişkene erişimini engellemek için mutex kullanımı oldukça önemlidir. Mutex kullanılırken, mutex kilidi alındıktan sonra işlemler yapılıp, işlemler bittikten sonra mutex kilidi serbest bırakılmalıdır.

Condition Variable Kullanımı

C++ dilinde birden fazla işlemi aynı anda yürütmek için Thread kullanıcıları, senkronizasyon problemleri ile karşılaşabilirler. Bu problemleri çözmek için birçok araç ve yöntem bulunsa da, Condition Variable kullanımı en sık tercih edilen araçlardan biridir.

Condition Variable, bir thread’in diğer thread’leri uyandırması için kullanılan bir senkronizasyon aracıdır. İki farklı işlem arasındaki iletişimi sağlar. Thread, bir koşulu yerine getirmediği sürece bir Condition Variable kullanarak diğer threadleri uyutabilir. Koşul yerine getirildiğinde, diğer threadler bu koşulu kontrol eder ve uyandırılırlar.

Bu işlem adımlarını somutlaştırmak için örnek bir senaryo düşünebiliriz. Diyelim ki, bir thread’in bir veritabanında bir kayıt okuması ve başka bir thread’in bu kayıt üzerinde işlem yapması gerekiyor. İlk thread, kaydı okumadan önce Condition Variable’ı kullanarak ikinci thread’i uyutur. Kayıt okunduğunda, Condition Variable’ı kullanarak ikinci thread’i uyandırır ve işlem yapmasını sağlar.

Bu senaryodan da anlaşılacağı gibi, Condition Variable kullanımı, doğru senaryolarda senkronizasyon problemlerinin çözülmesi için oldukça etkilidir.

Farklı Thread Türleri

C++11 ile birlikte, farklı thread türleri kullanıma sunulmuştur. Bu thread türleri, programcılara farklı seçenekler sunar ve ihtiyaçlara göre tercih edilebilir. İşte bu farklı thread türleri:

• hardware_concurrency: Bu özellik, bilgisayarın donanım özelliklerine bağlı olarak thread sayısını belirler.
• thread::id: Bu özellik, thread'in benzersiz bir kimliğe sahip olmasını sağlar. Bu sayede, birden fazla thread yönetilebilir ve takip edilebilir.
• thread_local: Bu özellik, farklı thread'lere özgü değişken tanımlamayı sağlar. Böylece, aynı anda farklı thread'lerde kullanılan aynı isimdeki değişkenlerin karışıklığı önlenir.

Bu thread türleri, programcılara farklı seçenekler sunar ve ihtiyaçlara göre tercih edilebilir. Bunların yanı sıra, C++ dilinde farklı thread türleri de bulunabilir ve proje gereksinimlerine göre kullanılabilir.