C++11并发与多线程笔记（11） std::atomic续谈、std::async深入谈

1、std::atomic续谈

#include 
#include 
#include 
using namespace std;
std::atomic<int> g_count = 0; //封装了一个类型为int的 对象（值）
 
void mythread1() {
	for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
		 //虽然g_count使用了原子操作模板，但是这种写法既读又写，
		 //会导致计数错误
         g_count = g_count + 1;
	}
}

int main() {
	std::thread t1(mythread1);
	std::thread t2(mythread1);
	t1.join();
	t2.join();
	cout << "正常情况下结果应该是200 0000次，实际是" << g_count << endl;
}

注意：一般atomic原子操作，针对++，–，+=，-=，&=，|=，^=是支持的，其他操作不一定支持。

2、std::async深入理解

2.1 std::async参数详述

async 用来创建一个异步任务，其中延迟调用参数 std::launch::deferred【延迟调用】，std::launch::async【强制创建一个线程】

std::async()我们一般不叫创建线程（它能够创建线程），我们一般叫它创建一个异步任务。

std::async和std::thread最明显的不同，就是 async 有时候并不创建新线程，在主线程中执行。

1. 如果用std::launch::deferred 来调用async？
   延迟到调用 get() 或者 wait() 时执行，如果不调用get() 或者 wait() 就不会执行。

2. 如果用std::launch::async来调用async？
   强制这个异步任务在新线程上执行，这意味着，系统必须要创建出新线程来运行线程入口函数。

3. 如果同时用 std::launch::async | std::launch::deferred
   这里这个 | 意味着async的行为可能是 std::launch::async 创建新线程立即执行，也可能是 std::launch::deferred 没有创建新线程并且延迟到调用get()执行，由系统根据实际情况来决定采取哪种方案。

4. 不带额外参数 std::async(mythread)，只给async 一个入口函数名，此时的系统给的默认值是 std::launch::async | std::launch::deferred 和 第3条 一样，有系统自行决定异步还是同步运行。

2.2 std::async和std::thread()区别：

std::thread()：如果系统资源紧张可能出现创建线程失败的情况，如果创建线程失败那么程序就可能崩溃，而且不容易拿到函数返回值（不是拿不到，可能需要全局变量）

std::async()：创建异步任务。可能创建线程也可能不创建线程，并且容易拿到线程入口函数的返回值；

由于系统资源限制：

1. 如果用std::thread创建的线程太多，则可能创建失败，系统报告异常，崩溃。

2. 如果用std::async，一般就不会报异常，因为如果系统资源紧张，无法创建新线程的时候，async不加额外参数的调用方式就不会创建新线程。而是在后续谁调用get()请求结果时执行在这个调用get()的线程上。
   如果你强制async一定要创建新线程就要使用 std::launch::async 标记。承受的代价是，系统资源紧张时可能崩溃。

3. 根据经验，一个程序中线程数量 不宜超过100~200 。

2.3 async不确定性问题的解决

不加额外参数的async调用时让系统自行决定 ，是否创建新线程。
一般来说：async不带参数时，编译器会根据线程资源剩余多少来决定是否创建新线程。

std::future result = std::async(mythread);
问题焦点在于这个写法，任务到底有没有被推迟执行。

用通过wait_for返回状态来判断：

std::future_status status = result.wait_for(std::chrono::seconds(0));
//std::future_status status = result.wait_for(0s);
	if (status == std::future_status::timeout) {
		//超时：表示线程还没有执行完
		cout << "超时了，线程还没有执行完" << endl;
	}
	else if (status == std::future_status::ready) {
		//表示线程成功放回
		cout << "线程执行成功，返回" << endl;
		cout << result.get() << endl;
	}
	else if (status == std::future_status::deferred) {
		//这种是延迟调用，没有开启新线程
		cout << "线程延迟执行" << endl;
		cout << result.get() << endl;//主线程中调用mythread()
	}

可以这样写：

std::future_status status = result.wait_for(std::chrono::seconds(0));
//std::future_status status = result.wait_for(0s);
	if (status == std::future_status::deferred) {
		//这种是延迟调用，没有创建新线程
		cout << "线程延迟执行" << endl;
		cout << result.get() << endl;//主线程中调用mythread()
	}else{
		//创建了新线程
		if (status == std::future_status::timeout) {
			//超时：表示线程还没有执行完
			cout << "超时了，线程还没有执行完" << endl;
			cout << result.get() << endl;//超时，来等待
		}else if (status == std::future_status::ready) {
			//表示线程成功放回
			cout << "线程执行成功，返回" << endl;
			cout << result.get() << endl;
		}
	}