C++11并发与多线程

目录

一、并发、进程、线程的基本概念

1、并发

2、进程

3、线程

 二、并发的实现方法

1、多进程

2、多线程

三、C++11新标准库

四、创建线程

1、示范线程运行

2、其他方法创建对象

3、join和detach详细讲解

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一、并发、进程、线程的基本概念

1、并发

        两个或者更多的任务（独立的活动）同时发生（进行）：一个程序同时执行多个独立的任务；

        比如：单核CPU实现并发，是通过快速切换。但这是假的并发，人正常感觉不出来在快速切换。多核CPU就可以实现真正的并发，一个内核执行一个内容。

使用并发的原因：主要就是同时可以干多个事，提高性能

2、进程

        一个可以执行的程序，windows为exe文件linux下为可执行文件。进程简单的说就是一个可执行程序运行起来，这就叫创建了一个进程。

3、线程

        用来执行代码的。线程这个东西，可以理解为一条代码的执行通路。

        a)没一个进程执行起来，都会创建一个主线程

        b)当执行可执行程序时，产生一个进程后，这个主线程就随着这个进程默默启动起来了。

        除了主线程之外，可以通过写代码来创建其他线程，其他线程走的是别的道路，甚至去不同的地方。每创建一个新线程，就可以在同一时刻，多干一个不同的事（多走一条不同的代码执行路径）。

        多线程就实现了程序的并发。当然线程不是越多越好：

1、每个都需要独立的堆栈大约1M。过多会占用过大。

2、线程之间切换也需要保持当前状态，本身也会消耗资源。

3、切换线程也会消耗程序的运行时间

 二、并发的实现方法

实现并发的手段：
a）通过多个进程实现并发
b）在单独的进程中，写代码创建除了主线程之外的其他线程来实现并发

1、多进程

        可以创建多个可执行文件，他们之间的通信可以通过管道。文件、消息队列实现。

2、多线程

线程：是轻量级的进程。每个进程有自己独立的运行路径，但一个进程中的所有线程共享地址空间（共享内存），全局变量、全局内存、全局引用都可以在线程之间传递，所以多线程开销远远小于多进程

多进程并发和多线程并发可以混合使用，但建议优先考虑多线程技术。

三、C++11新标准库

        windows：CreateThread(), _beginthread(),_beginthreadexe()创建线程；linux：pthread_create()创建线程；不能跨平台。从C++11新标准，C++语言本身增加对多线程的支持，意味着可移植性（跨平台），这大大减少开发人员的工作量。

四、创建线程

1、示范线程运行

程序运行起来，生成一个进程，该进程所属的主线程开始自动运行；当主线程从main（）函数返回，则整个进程执行完毕
主线程从main（）开始执行，那么我们自己创建的线程，也需要从一个函数开始运行（初始函数），一旦这个函数运行完毕，线程也结束运行
整个进程是否执行完毕的标志是：主线程是否执行完，如果主线程执行完毕了，就代表整个进程执行完毕了，此时如果其他子线程还没有执行完，也会被强行终止。

具体步骤如下：

1、包含头文件

2、需要线程运行的子程序

3、创建thread对象，并将函数传递给对象

#include 
#include 

using namespace std;

void myprint()
{
	cout << "我创建了一个线程" << endl;

	cout << "我结束了一个线程" << endl;
	cout << "我结束了一个线程1" << endl;
	cout << "我结束了一个线程2" << endl;
	cout << "我结束了一个线程3" << endl;
}

int main()
{
    thread mythread(myprint);
	mythread.join();
	if (mythread.joinable())
	{
		cout << "1:joinable=true" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "1:joinable=false" << endl;
	}
	mythread.join();
	if (mythread.joinable())
	{
		cout << "2:joinable=true" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "2:joinable=false" << endl;
	}
    cout << "hello word!" << endl;
    return 0;
}

补充：线程可以调用对象、函数指针、lambda表达式。注意调用对象需要重载括号运算符。

2、其他方法创建对象

对象的方法。

#include 
#include 

using namespace std;

class Ta
{
public:
	int& a;
	Ta(int &m_a):a(m_a) {
		cout << "我创建了一个Ta" << endl;
	}
	void operator ()()
	{
		cout << "我创建了一个线程" << endl;

		cout << "我结束了一个线程" << endl;
		cout << "a=" << a << endl;
		cout << "a=" << a << endl;
		cout << "a=" << a << endl;
	}
///*	Ta(const Ta& obj)
//	{
//		*/cout << "我拷贝了一个Ta" << endl;
//	}
	~Ta()
	{
		cout << "我析构了一个Ta" << endl;
	}
};
int main()
{
    int a = 2;
	Ta ta(a);
	thread mythread(ta);
	mythread.join();
	cout << "hello word!" << endl;

	cout << "hello word!1" << endl;
	cout << "hello word!2" << endl;
	cout << "hello word!3" << endl;
	cout << "hello word!4" << endl;
}

lambda创建线程

//main函数中
auto lambdaThread = [] {
		cout << "我的线程开始执行了" << endl;
		//-------------
		//-------------
		cout << "我的线程开始执行了" << endl;
	};

	thread myThread(lambdaThread);
	myThread.join();

3、join和detach详细讲解

join:

1、join()函数是一个等待线程完成函数，主线程需要等待子线程运行结束了才可以结束.

2、当使用join()函数时，主调线程阻塞，等待被调线程终止，然后主调线程回收被调线程资源，并继续运行；

detach：

当使用detach()函数时，主调线程继续运行，被调线程驻留后台运行，主调线程无法再取得该被调线程的控制权。当主调线程结束时，由运行时库负责清理与被调线程相关的资源。

值得注意的是：

当我们使用detach()时，如果是通过对象创建线程，在创建对象时引用一个参数。

如果主线程运行完毕，这个参数在对象中为引用。如果对象中需要使用这个参数，就会出现问题，因为主线程已经结束了，创建的参数就会释放。这个对象中引用的参数也无法使用，就会出现问题。

在我上面对象创建时就已经有这个例子了，同学们可以自己测试一下。

    int a = 2;
	Ta ta(a);
	thread mythread(ta);
	mythread.detach();
	cout << "hello word!" << endl;

一般如果我们不确定前面是否使用join和detach，可以使用joinable判断，如果使用其中一个就返回true反知false。

博主个人建议，能用join就别乱用detach。