C++——多线程编程（一）std::thread_c++ 多线程 thread for

（一）与C++11多线程相关的头文件

C++11 新标准中引入了四个头文件来支持多线程编程，他们分别是< atomic> ,< thread>,< mutex>,< condition_variable>和< future>。
•< atomic>：该头文主要声明了两个类, std::atomic 和 std::atomic_flag，另外还声明了一套 C 风格的原子类型和与 C 兼容的原子操作的函数。
•< thread>：该头文件主要声明了 std::thread 类，另外 std::this_thread 命名空间也在该头文件中。
•< mutex>：该头文件主要声明了与互斥量(mutex)相关的类，包括 std::mutex 系列类，std::lock_guard, std::unique_lock, 以及其他的类型和函数。
•< condition_variable>：该头文件主要声明了与条件变量相关的类，包括 std::condition_variable 和 std::condition_variable_any。
•< future>：该头文件主要声明了 std::promise, std::package_task 两个 Provider 类，以及 std::future 和 std::shared_future 两个 Future 类，另外还有一些与之相关的类型和函数，std::async() 函数就声明在此头文件中。

（二）std::thread

0

0.1 线程状态

在一个线程的生存期内，可以在多种状态之间转换，不同的操作系统可以实现不同的线程模型，定义许多不同的线程状态，每个状态还可以包含多个子状态，但大体来说，如下几种状态是通用的：

1）就绪：参与调度，等待被执行，一旦被调度选中，立即开始执行

2）运行：占用CPU，正在运行中

3）休眠：暂不参与调度，等待特定事件发生

4）中止：已经运行完毕，等待回收线程资源

0.2 线程环境

线程存在于进程之中，进程内所有全局资源对于内部每个线程都是可见的。

进程内典型全局资源如下：

1）代码区：这意味着当前进程空间内所有的可见的函数代码，对于每个线程来说，也是可见的

2）静态存储区：全局变量，静态空间

3）动态存储区：堆空间

线程内典型的局部资源：

1）本地栈空间：存放本线程的函数调用栈，函数内部的局部变量等

2）部分寄存器变量：线程下一步要执行代码的指针偏移量

1 构造、赋值和拷贝

1.1 构造函数

（1）default ：thread() noexcept;
（2）initialization ：template < class Fn, class… Args> explicit thread (Fn&& fn, Args&&… args);
（3）copy [deleted] ：thread (const thread&) = delete;
（4）move ：thread (thread&& x) noexcept;

1. 默认构造函数，创建一个空的 thread 执行对象。
2. 初始化构造函数，创建一个 thread对象，该 thread对象可被joinable，新产生的线程会调用 fn 函数，该函数的参数由 args 给出。
3. 拷贝构造函数(被禁用)，意味着 thread 不可被拷贝构造。
4. move 构造函数，调用成功之后 x 不代表任何 thread 执行对象。

注意：可被 joinable 的 thread 对象必须在他们销毁之前被主线程 join 或者将其设置为 detached。

栗子：

#include <iostream>
#include <utility>
#include <thread>
#include <chrono>
#include <functional>
#include <atomic>

void f1(int n)
{
    for (int i = 0; i < 5; ++i) 
    {
        std::cout << "Thread " << n << " executing\n";
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
    }
}

void f2(int& n)
{
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        std::cout << "Thread 2 executing\n";
        ++n;
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
    }
}

int main()
{
    int n = 0;
    std::thread t1; // t1 is not a thread
    std::thread t2(f1, n + 1); // pass by value
    std::thread t3(f2, std::ref(n)); // pass by reference
    std::thread t4(std::move(t3)); // t4 is now running f2(). t3 is no longer a thread
    t2.join();
    t4.join();
    std::cout << "Final value of n is " << n << '\n';
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36

注意：关于 std::ref 请参考http://tieba.baidu.com/p/1292003201、https://zhidao.baidu.com/question/1240776856100751219.html

Possible output:

Thread 1 executing
Thread 2 executing
Thread 1 executing
Thread 2 executing
Thread 1 executing
Thread 2 executing
Thread 1 executing
Thread 2 executing
Thr
1
2
3
4
5
6
7
8
9