C++ std::thread
1. 引言
线程是处理器任务调度和执行的基本单位。在C++ 11之前，只能调用系统API创建线程：
- Windows有提供用于多线程创建和管理的win32 api；
- Linux有POSIX(可移植操作系统接口(Portable Operating System Interface) )多线程标准，即pthread
C++ 11开始，提供了线程类，叫做std::thread。它是语言层面的thread，因此使用新标准提供的线程库编写的程序是可以跨平台的，有利于多线程程序的移值。
可以简单通过使用thread库，来管理多线程，在使用std::thread前，要先需要引用头文件：
#include 2. thread的基本使用
创建线程
前面讲到，std::thread是一个class，有如下几个方法构造一个thread对象：
| thread() noexcept; | 默认构造函数，创建一个空的 std::thread 执行对象，底层线程并没有真正被创建。即这个thread对象还未关联任何执行线程 |
| template |
初始化构造函数，可以传入任意函数对象，以及函数参数，包括 lambda表达式（带变量捕获或者不带），函数（全局函数或者成员函数），函数对象 。在创建thread对象时，std::thread构建函数中的所有参数均会按值并以副本的形式保存成一个tuple对象 |
| thread(thread&& _Other) noexcept; | move构造函数，调用成功之后该线程对象会转移 |
| thread(const thread&) = delete; | 拷贝构造函数 ，被禁用 |
| thread& operator=(const thread&) = delete; | 拷贝赋值运算，被禁用 |
从thread的构造函数可以看出，thread类的对象能够移动，但是不能复制，所以线程的归属权可以在thread对象间转移，这样保证了对于任一特定的执行线程，任何时候都只有唯一的thread对象与之关联。
下面是一个最简单的创建一个thread的例子：
#include
#include
using namespace std;
void funcA() {
cout << "funcA is runing\n";
}
int main() {
thread th(funcA);
th.join();
return 0;
} 
这里在主线程(即main线程)里创建了一个子线程，子线程的入口函数是funcA()；当线程执行完入口函数后，线程也会退出。
如果需要将某个类的成员函数作为线程函数，我们则应该传入一个函数指针，指向该成员函数，并且还要给出一个对象指针，作为该函数的第一个参数。
比如如下这个程序，对象指针由a的地址充当，新线程会调用a.do_some_work()。如果成员函数还需要有其他参数传入，则再向thread的构造函数中继续添加参数
#include
#include
using namespace std;
class A {
public:
A() { val = 0; }
A(int i):val(i) {}
void do_some_work() {
//do something
cout << "val = " << val << endl;
}
private:
int val;
};
int main() {
A a(100);
thread th(&A::do_some_work,&a);
th.join();
return 0;
} 
std::thread 常用的成员函数
thread的成员函数中首先要讲的就是join()和detach()了。
1. join() & detach() & joinable()
一旦开启了一个线程，就需要明确的决定是等待这个线程结束（join），还是让它在后台独自运行（detach）。假如到了std::thread对象销毁的时候还没有决定好，即一个线程对象在析构的时候仍然与某个线程关联，那么系统将会调用std::terminate()抛出异常(std::thread的析构函数调用的std::terminate()）终止整个程序。
- join()：阻塞当前线程，等待子线程执行完毕。即主线程等待子线程结束后才可执行下一步（串行）
- detach(): 分离子线程，从调用线程中分离出新的线程，之后不能再与新线程交互，新的线程成为后台线程，被C++运行时库接管，不会阻塞当前主线程，使得线程的执行可以单独进行。一旦线程执行完毕，它所分配的资源将会被释放。多说一下，如果选用了detach，即分离这种方式的话，如果分离的时候新线程还未结束运行，那它将继续运行，甚至在thread对象销毁很久之后依然运行，他只有最终从线程函数返回时才会结束运行
下面举个例子，演示一下join()和detach()的区别：funcA里会休眠1s，如果采用join()的方式，从运行结果可以看到，main线程会等到funcA()执行完后，才会继续往下执行，即主线程被子线程阻塞了。
#include
#include
using namespace std;
void funcA() {
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
cout << "funcA is runing. \n";
}
int main() {
thread th(funcA);
th.join();
cout << "this main thread. \n";
system("pause");
return 0;
} 
如果采用detach()的方式，从运行结果可以看到，main线程不会等funcA()执行完，就会继续往下执行，主线程不会被子线程阻塞。调用detach后，没有直接的方法与之通信，也不能再join等待这个线程结束了。detach分离的线程，其所有权和控制权被转交给了C++运行时库，以确保与线程相关的资源能被正确回收。
#include
#include
using namespace std;
void funcA() {
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
cout << "funcA is runing. \n";
}
int main() {
thread th(funcA);
th.detach();
cout << "this main thread. \n";
system("pause");
return 0;
} 
注意：我们只需要在std::thread对象销毁之前做出上述join还是detach决定就可以，并不一定是说在线程对像启动线程后，就立马要做出决定。但是线程本身在join或者detach前可能就已经结束了
- joinable()
一个thread对象只可能处于可联结或不可联结这两种状态中的一种，joinable()这个函数可以判断thread对象当前是否处于联结状态。
① 可联结：
std::thread对象(对象由父线程所有)与底层线程保持着关联时，即为joinable状态。 当线程处于己运行或可运行，或处于阻塞时是可联结的。注意：如果某个底层线程已经执行完任务，但是没有调用其join()的话，那它仍然还处于joinable状态。
② 不可联结：
a. 不带参构造的std::thread对象为不可联结，因为底层线程还没创建。
b. 己移动的std::thread对象为不可联结。
c. 己调用join或detach的对象为不可联结状态。因为调用join()以后，底层线程就己经结束了；调用detach()则会把std::thread对象和对应的底层线程之间的连接断开。
下面简单举一个例子：在主线程先创建一个thread，然后主线程自己休眠1s后，再调用子线程的join()，看一下尽管子线程已经很快执行完毕的情况下，主线程调用子线程对象的join()的前后的联结状态~
#include
#include
using namespace std;
void funcA() {
cout << "funcA is runing. \n";
}
int main() {
thread th(funcA);
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
cout << " 1. Befor call th.join(), th isJoinable: "< 
从运行结果看到，尽管新的thread已经执行完，但是主线程里还没有调用join()之前，这个新的thread对象还是处于可联结的状态；在调用join()以后，底层线程己经结束，所以thread对象就处于不可联结的状态了
2. std::thread 其他常用的成员函数
| get_id() | 获取线程的Id |
| void swap (thread& x) | 交换两个线程对象，将对象的状态与x的状态交换。 |
| native_handle() | 获取本机句柄类型 |
| hardware_concurrency | 系统支持的最大线程数量，当系统无法获取时，函数返回0 |
std::this_thread命名空间
有时候我们需要在线程执行代码里面对当前调用者线程进行操作，针对这种情况，C++11里面专门定义了一个命名空间this_thread。在#include
| std::this_thread::get_id() | 获取当前的线程 id，返回的类型是 std::thread::id |
| std::this_thread::sleep_for() | 当前线程休眠指定的时间 |
| std::this_thread::sleep_until() | 当前线程休眠直到指定时间点 |
| std::this_thread::yield() | 当前线程让出CPU，允许其他线程运行 |
此外，this_thread还包含重载运算符==和!=，用于比较两个线程是否相等。