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C++11新特性：std::thread多线程_std::thread th1(thread

作者：天景科技苑 | 2024-07-19 22:26:21

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std::thread th1(thread

在C++11以前，C++的多线程编程在不同到平台使用不同的API,比如linux平台使用pthread，windows平台使用winSDK中的Create，或者依赖其他第三方接口实现，一定程度上影响了代码的移植性。C++11中，引入了boost库中的多线程部分内容，形成C++标准，形成标准后的boost多线程编程部分接口基本没有变化，这样方便了以前使用boost接口开发的使用者切换使用C++标准接口，把容易把boost接口升级为C++接口。

　　我们通过如下几部分介绍C++11多线程方面的接口及使用方法。

1、使用例子

#include <iostream>

#include <thread>

void threadfun1()

{

std::cout << "I am threadfun1" << std::endl;

}

void threadfun2(int iParam, std::string sParam)

{

std::cout << "I am threadfun2 - para:" << iParam << std::endl;

}

int main()

{

std::thread t1(threadfun1);

std::thread t2(threadfun2, 10, "hello");

std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));

t1.join();

std::cout << "t1 join" << std::endl;

t2.detach();

std::cout << "t2 detach" << std::endl;

system("pause");

}

运行结果：

有以上输出结果是由于通过延时控制的，以下通道一些实例来说明std::thread工作原理。

2、原理分析

例1：

#include <iostream>

#include <thread>

void thread1() {

for (int i = 0; i<10; ++i)

std::cout << "I am thread1..." << std::endl;

}

void thread2() {

for (int i = 0; i<10; ++i)

std::cout << "I am thread2..." << std::endl;

}

int main(int argc, char* argv[]) {

std::thread th1(thread1); // 实例化线程对象

std::thread th2(thread2);

std::cout << "out:main..." << std::endl;

return 0;

}

运行结果出错，证明例1代码是有问题的。因为主函数（main）在创建完thread对象之后马上结束了主线程，而此时创建出来的线程还在继续运行并还处于joinable状态，即线程还在继续存在而线程对象已经被销毁，从而导致了异常出现。

可以通道join解决以上问题：

例2：

#include <iostream>

#include <thread>

void thread1() {

for (int i = 0; i<10; ++i)

std::cout << "thread1..." << std::endl;

}

void thread2() {

for (int i = 0; i<10; ++i)

std::cout << "thread2..." << std::endl;

}

int main(int argc, char* argv[]) {

std::thread th1(thread1); // 实例化线程对象

std::thread th2(thread2);

std::cout << "th1->1 status : " << th1.joinable() << std::endl;

th1.join();

std::cout << "th1->2 status : " << th1.joinable() << std::endl;

th2.join();

std::cout << "out : main..." << std::endl;

system("pause");

return 0;

}

输出结果：

结果显示join只能运行一次，join之后对应的线程joinable状态变成false（即线程已经被join，不可再join）。同时该代码可以正常运行，但是存在一个问题，就是主线程一定要等待线程运行完成。如果让main不需要等待thread完成，可以使用detach来实现

例3：

#include <iostream>

#include <thread>

void thread1() {

for (int i = 0; i<10; ++i)

std::cout << "thread1..." << std::endl;

}

void thread2() {

for (int i = 0; i<10; ++i)

std::cout << "thread2..." << std::endl;

}

int main(int argc, char* argv[]) {

std::thread th1(thread1); // 实例化线程对象

std::thread th2(thread2);

th1.detach();

th2.detach();

std::cout << "out : main..." << std::endl;

system("pause");

return 0;

}

运行结果：

可以看到main在创建完thread对象之后马上结束，但创建的线程还可以继续执行。Detach的意思是把当前创建线程对象所代表的实例与宿线程对象分离，使得线程可以独立运行，在线程完成后可以自动释放线程资源。但是这种方式也存在问题，就是线程失去了控制，在主线程结束时该线程的工作可能还没完成，导致线程所做的工作可能出现问题。一下重要的线程建议不要采用这种方式。

3、线程互斥

3.1 std::mutex

#include <iostream>

#include <thread>

#include<mutex>

std::mutex m;

int cnt = 15;

void thread1() {

m.lock();

for(; cnt>10; cnt--)

std::cout << "thread1: cnt=" << cnt << std::endl;

//return; // 手动制作线程异常

m.unlock();

}

void thread2() {

m.lock();

cnt -= 10;

std::cout << "thread2: cnt=" << cnt << std::endl;

m.unlock();

}

int main(int argc, char* argv[]) {

std::thread th1(thread1);

std::thread th2(thread2);

th1.join();

th2.join();

std::cout << "out : main..." << std::endl;

system("pause");

return 0;

}

输出结果：

Mutex不是线程安全锁，如上代码在thread1中打开手动异常或者其他问题导致在解锁钱出现线程异常退出，会导致锁一直没有被释放，其他线程也就无法获取锁。

3.2 std::lock_guard

该锁是一个线程安全锁，它是基于作用域的锁，能够自解锁，当创建所对象后，可以通道lock()方法获取锁，当生命周期解锁后自动调用析构函数释放锁（unlock），因此不会出现mutex的问题。

#include <iostream>

#include <thread>

#include<mutex>

std::mutex m;

int cnt = 15;

void thread1() {

std::lock_guard<std::mutex> lock(m);

for (; cnt>10; cnt--)

std::cout << "thread1: cnt=" << cnt << std::endl;

return; // 手动制作线程异常

}

void thread2() {

std::lock_guard<std::mutex> lock(m);

cnt -= 10;

std::cout << "thread2: cnt=" << cnt << std::endl;

}

int main(int argc, char* argv[]) {

std::thread th1(thread1);

std::thread th2(thread2);

th1.join();

th2.join();

std::cout << "out : main..." << std::endl;

system("pause");

return 0;

}

运行结果：

可以看到就算在thread1退出前手动制作异常，两个线程也可以正常运行。

4、其他

1）swap()函数可以交换两个线程的句柄，如thr1.swap(th2)；再用get_id发现两个线程已经交换了id

2）std::thread的拷贝构造函数是被禁用的，thread th2(th1)会不成功。

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