卷五练习体系

卷五的练习分为三层，从易到难、从局部到系统。

第一层是文章内小练习，附在每篇正文末尾，用于验证单个知识点——比如 data race 的识别、condition_variable 的谓词等待、atomic 的 memory order 选择。每道练习 10–20 分钟即可完成，不需要搭建额外工程。

第二层是章节大作业（Lab），即本页列出的 8 个 Lab。每个 Lab 是一个可运行的小系统，拆成 3–5 个 milestone，每个 milestone 都有明确接口、Catch2 测试和验收标准。学习者完成后应该得到一个可以复用的并发组件，而不是零散 demo。

第三层是卷末综合项目（Capstone），把前面所有 Lab 的组件串起来，形成一个 mini concurrent runtime。

Lab 一览

Lab	项目名称	覆盖章节	建议时长	难度	前置 Lab
Lab 0	Thread Lifecycle	ch00–ch01	4–6h	intermediate	无
Lab 1	Bounded Queue & Sync Primitives	ch02–ch04	8–12h	intermediate	Lab 0
Lab 2	Atomic Metrics & SPSC Ring Buffer	ch03–ch04	6–8h	intermediate	Lab 0
Lab 2.5	Concurrency Debugging	ch08	3–4h	intermediate	Lab 0–2
Lab 3	Production-style Thread Pool	ch05	10–14h	advanced	Lab 0–1
Lab 4	Coroutine Scheduler & Event Loop	ch06	12–16h	advanced	Lab 3
Lab 5	Channel or Actor Runtime	ch07	8–12h	advanced	Lab 1, 4
Capstone	Mini Concurrent Runtime	ch08–ch09	8–12h	advanced	Lab 0–5

最低要求完成 Lab 0、Lab 1、Lab 3 和 Capstone（约 30–45 小时），即可覆盖卷五最核心的能力曲线。完整完成全部 Lab 约需 60–85 小时。

Lab 依赖关系

cpp

Lab 0 (joining_thread / thread_guard)
  │
  ├─→ Lab 1 (BoundedBlockingQueue, ConcurrentCache)
  │     │
  │     ├─→ Lab 2 (SpscRingBuffer)        ─ 独立实现，不依赖 Lab 1
  │     │
  │     ├─→ Lab 2.5 (Debugging Lab)        ─ 复用 Lab 0–2 的代码作为诊断素材
  │     │
  │     └─→ Lab 3 (ThreadPool)             ─ 复用 Lab 1 的 BoundedBlockingQueue
  │           │
  │           ├─→ Lab 4 (Coroutine Scheduler) ─ 关闭语义参考 Lab 3
  │           │     │
  │           │     └─→ Lab 5 (Channel/Actor) ─ 可复用 Lab 1 的队列
  │           │
  │           └─→ Capstone (Mini Runtime)   ─ 组合 Lab 0–5 的组件

环境准备

所有 Lab 共用以下环境要求：

编译器：GCC 12+ 或 Clang 15+（C++20，完整协程支持）
CMake：3.14+
测试框架：Catch2 v3（header-only，通过 FetchContent 拉取）
TSan：编译选项 -fsanitize=thread -g
平台：Linux 或 WSL2（Lab 4 的 epoll 部分需要）
Valgrind（可选，Lab 2.5 的 helgrind 需要）

每个 Lab 文章的开头都有具体的 CMakeLists.txt 模板，可以直接使用。

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