演示线程运行的开始和结束
- 可执行程序运行得到一个进程,进程中唯一的主线程启动,当主线程从 main 函数返回,整个进行结束。
- 创建的子线程需要从一个初始函数开始运行,一旦函数执行完毕,当前子线程结束。
- 进程结束标志:主线程是否结束。如果主线程执行完毕,则代表整个进程结束,一般情况下此时如果还有其它子线程未执行完,则子线程会被强行终止(例外:detach)。
thread
创建一个线程执行对象。
join
阻塞主线程(调用线程),直到子线程执行结束。
注:需要保证在 joinable 返回 true 时使用(返回 false 时运行时抛出 std::system_error 异常)
detach
将子线程和主线程的关联分离,子线程可驻留系统后台独立继续运行,主线程无法再获得主线程的控制权,即主线程结束,子线程也不会结束。当子线程结束时,由C++运行时库负责清理线程相关的资源。
注:需要保证在 joinable 返回 true 时使用(返回 false 时运行时抛出 std::system_error 异常)
joinable
判断一个线程对象是否能够调用 join() 或者 detach(),可以返回 true,不可以返回 false。
Test1: thread, join, joinable
#include
#include
using namespace std;
void thread_func()
{
cout << "thread_func begin" << endl;
for (uint32_t i=0; i<10000; ++i)
{ }
cout << "thread_func end" << endl;
}
int main()
{
cout << "main begin" << endl;
thread my_thread(thread_func);
if (my_thread.joinable()) // 注: 调用 join 前需要 joinable 判断!!!
{
cout << "my_thread.joinable() " << my_thread.joinable() << endl;
my_thread.join();
}
cout << "my_thread.joinable() " << my_thread.joinable() << endl;
cout << "main end" << endl;
return 0;
}
输出:
main begin
my_thread.joinable() 1
thread_func begin
thread_func end
my_thread.joinable() 0
main end
Test2: detach
#include
#include
using namespace std;
void thread_func()
{
cout << "thread_func begin" << endl;
for (uint32_t i=0; i<10000; ++i)
{ }
cout << "thread_func end" << endl;
}
int main()
{
cout << "main begin" << endl;
thread my_thread(thread_func);
if (my_thread.joinable())
{
my_thread.detach();
}
cout << "main end" << endl;
return 0;
}
输出: 【进程结束,子线程后台运行,无法再在控制台输出】
main begin
main end
其它创建线程的方法
线程参数是一个可调用对象。其中可调用对象包含:函数、函数指针、lambda表达式、std::bind创建的对象、std::function创建的对象以及重载了函数调用运算符的类对象。
#include
#include
using namespace std;
void thread_func()
{
cout << "thread_func begin" << endl;
for (uint32_t i=0; i<10000; ++i)
{ }
cout << "thread_func end" << endl;
}
auto thread_lambda = []{
cout << "thread_lambda begin" << endl;
for (uint32_t i=0; i<10000; ++i)
{ }
cout << "thread_lambda end" << endl;
};
class thread_class {
public:
thread_class() {
cout << "thread_class " << this << endl;
}
thread_class(const thread_class&) {
cout << "thread_class(const thread_class&) " << this << endl;
}
~thread_class() {
cout << "~thread_class() " << this << endl;
}
void operator () () {
cout << "thread_class begin" << endl;
for (uint32_t i=0; i<10000; ++i)
{ }
cout << "thread_class end" << endl;
}
};
class base {
public:
void func()
{
cout << "base::func begin" << endl;
for (uint32_t i=0; i<10000; ++i)
{ }
cout << "base::func end" << endl;
}
};
int main()
{
cout << "main begin" << endl;
cout << "function:" << endl;
thread my_thread1(thread_func);
if (my_thread1.joinable())
my_thread1.join();
cout << "lambda:" << endl;
thread my_thread2(thread_lambda);
if (my_thread2.joinable())
my_thread2.join();
cout << "class:" << endl;
thread_class tc;
thread my_thread3(tc); // 注意:此处的线程对象中拥有可调用类对象副本!!
if (my_thread3.joinable())
my_thread3.join();
cout << "class::function:" << endl;
base b;
thread my_thread4(&base::func, &b);
if (my_thread4.joinable())
my_thread4.join();
cout << "main end" << endl;
return 0;
}
输出:
main begin
function:
thread_func begin
thread_func end
lambda:
thread_lambda begin
thread_lambda end
class:
thread_class 0x62fde7
thread_class(const thread_class&) 0x62fd77
thread_class(const thread_class&) 0x6917f8
~thread_class() 0x62fd77
thread_class begin
thread_class end
~thread_class() 0x6917f8
class::function:
base::func begin
base::func end
main end
~thread_class() 0x62fde7
说明:
自定义可调用类对象测试代码中拷贝构造函数为什么被调用了两次?
在测试环境QT5.15.2的STL源码中可见
// 1. thread 使用万能引用进行构造
template
explicit
thread(_Callable&& __f, _Args&&... __args)
{
#ifdef GTHR_ACTIVE_PROXY
// Create a reference to pthread_create, not just the gthr weak symbol.
auto __depend = reinterpret_cast(&pthread_create);
#else
auto __depend = nullptr;
#endif
_M_start_thread(_S_make_state(
__make_invoker(std::forward<_Callable>(__f),
std::forward<_Args>(__args)...)),
__depend);
}
// 2. __make_invoker 使用 __make_invoker
template
static _Invoker<__decayed_tuple<_Callable, _Args...>>
__make_invoker(_Callable&& __callable, _Args&&... __args)
{
return { __decayed_tuple<_Callable, _Args...>{
std::forward<_Callable>(__callable), std::forward<_Args>(__args)...
} };
}
// 3. __decayed_tuple 是 tuple 别名,构造了 tuple 对象,发生一次拷贝构造
template
using __decayed_tuple = tuple::type...>;
// 4. new _Impl{...},发生第二次拷贝构造
template
static _State_ptr
_S_make_state(_Callable&& __f)
{
using _Impl = _State_impl<_Callable>;
return _State_ptr{new _Impl{std::forward<_Callable>(__f)}};
}
注: 用可调用类对象创建的线程对象拥有类对象的副本!!这将触发拷贝动作,性能可能是受损失的。