C++11 多线程

C++11开始支持多线程编程,之前多线程编程都需要系统的支持,在不同的系统下创建线程需要不同的API如pthread_create(),Createthread(),beginthread()等,使用起来都比较复杂,C++11提供了新头文件<thread>、<mutex>、<atomic>、<future>等用于支持多线程。

使用C++11开启一个线程是比较简单的,下面来看一个简单的例子:

#include <thread>

#include <iostream>

 

void hello()

{

    std::cout << "Hello from thread " << std::endl;

}

 

int main()

{

    std::thread t1(hello);

    t1.join();

std::cout<<"Main Thread"<<std::endl;

    return 0;

}

运行结果:

C++11 多线程

说明,通过thread 类直接申明一个线程t1,参数是这个线程执行的回调函数的地址,通过jion()方法阻塞主线程,直到t1线程执行结束为止。

 

         C++11支持Lambda表达式,因此一个新线程的回调函数也可以是有一个Lambda表达式的形式,但是注意如果使用Lambda表达式最好不要使用引用的方式,应该使用值传递的方式来访问数据,在多线程中使用引用容易造成混乱。下面这个例子稍微复杂,创建了多个子线程,并使用了get_id()方法来获取当前线程的id。

#include <thread>

#include <iostream>

#include <vector>

 

int main()

{

    std::vector<std::thread> threads;

 

    for(int i = 0; i < 5; ++i){

        threads.push_back(std::thread([](){

            std::cout << "Hello from lamda thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl;

        }));

    }

 

    for(auto& thread : threads){

        thread.join();

    }

 

    std::cout<<"Main Thread"<<"\t"<<std::this_thread::get_id()<<std::endl;

    return 0;

}

运行结果:

C++11 多线程

上述代码中,使用vector来存放每个线程,线程的回调函数通过Lambda表达式产生,注意后面join的使用方式。

 

可以通过sleep_for来使线程睡眠一定的时间:

#include <thread>

#include <iostream>

#include <mutex>

using namespace std;

 

int main()

{

    std::mutex m;

    thread t1([&m]()

    {

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

        for(int i=0;i<10;i++) 

         {     

            m.lock(); 

                cout <<  "In t1 ThreadID : " << std::this_thread::get_id() << ":" << i << endl;         

            m.unlock (); 

        } 

    } );

 

    thread t2([&m]() 

    {          

        std::this_thread::sleep_for (chrono::seconds(1)); 

        for(int i=0;i<10;i++) 

        {         

            m.lock (); 

                cout <<  "In t2 ThreadID : " << std::this_thread::get_id() << ":" << i << endl;         

            m.unlock(); 

        } 

    } ); 

    t1.join();     

    t2.join();     

 

    cout<<"Main Thread"<<endl;

 

    return 0;

}

运行结果:

C++11 多线程

可以看出,由于线程t1睡眠的时间较长,t2先执行了。

延时有这几种类型:nanoseconds、microseconds、milliseconds、seconds、minutes、hours。

在使用多线程的程序中操作共享数据的时候一定要小心,由于线程的乱序执行,可能会得到意想不到的结果。通过下面的程序来看:

#include <thread>

#include <iostream>

#include <vector>

#include <mutex>

 

struct Counter {

    std::mutex mutex;

    int value;

 

    Counter() : value(0) {}

 

    void increment(){

       // mutex.lock();                【1】表示没有使用锁

        ++value;

       // mutex.unlock();              【1】

    }

 

    void decrement(){

        mutex.lock();

        --value;

        mutex.unlock();

    }

};

 

int main(){

    Counter counter;

 

    std::vector<std::thread> threads;

 

    for(int i = 0; i < 5; ++i){

        threads.push_back(std::thread([&](){

            for(int i = 0; i < 10000; ++i){

                counter.increment();

            }

        }));

    }

 

    for(auto& thread : threads){

        thread.join();

    }

 

    std::cout << counter.value << std::endl;

 

    return 0;

}

运行结果:

【1】

C++11 多线程

运行结果:(使用了锁)

C++11 多线程

说明:由于创建线程是使用lambda表达式,并使用引用的方式访问counter这个变量,当没有使用lock来保护的时候(情况【1】),执行的结果可能不像预期的5000(程序的意思是每个线程使counter中的value自加1000次,5个线程运行结束的时候应该是5000),当没有使用锁的时候自加的操作可能被其他线程打断,因此结果可能会小于5000。

 

 

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