【C++11】C++11多线程(简约但不简单)|多线程类Thread和用法示例

目录

一、简单使用

1、线程参数

2. 类成员函数做为线程入口

3. join: 等待线程执行完成

4. 线程暂停

5. 线程停止

二、进阶(更多你可能需要知道的)

1. 拷贝

2. detach/joinable

3. 线程内部调用自身的join

三、其它

1. get_id

2. 逻辑运算?

四、复盘

多线程类Thread和用法示例

1、  普通函数多线程调用

(1)无参数函数

(2)有参数函数

2、    在类内部创建线程

(1)类内部函数为静态函数

(2)在Singleton模式内部创建线程: 

3 、用类内部函数在类外部创建线程:

4、 join()和detach()的区别:

(1)join()

(2)detach()

5、 数据同步(线程同时操作一个数据的安全性):


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一、简单使用

C++11提供了一套精练的线程库,小巧且易用。运行一个线程,可以直接创建一个std::thread的实例,线程在实例成功构造成时启动。若有底层平台支持,成员函数std::thread::native_handle()将可提供对原生线程对象运行平台特定的操作。

#include 
#include 

void foo() {
    std::cout << "Hello C++11" << std::endl;
}

int main() {
    std::thread thread(foo);  // 启动线程foo
    thread.join();  // 等待线程执行完成

    return 0;
}

编译并运行,程序输出:

Hello C++11

1、线程参数

当需要向线程传递参数时,可以直接通过std::thread的构造函数参数进行,构造函数通过完美转发将参数传递给线程函数。

#include 
#include 

void hello(const char *name) {
    std::cout << "Hello " << name << std::endl;
}

int main() {
    std::thread thread(hello, "C++11");
    thread.join();

    return 0;
}

2. 类成员函数做为线程入口

类成员函数做为线程入口时,仍然十分简单: 把this做为第一个参数传递进去即可。

#include 
#include 

class Greet
{
    const char *owner = "Greet";
public:
    void SayHello(const char *name) {
        std::cout << "Hello " << name << " from " << this->owner << std::endl;
    }
};
int main() {
    Greet greet;

    std::thread thread(&Greet::SayHello, &greet, "C++11");
    thread.join();

    return 0;
}
//输出:Hello C++11 from Greet

3. join: 等待线程执行完成

线程如果像二哈似的撒手没,则程序铁定悲剧。因此std::thread提供了几个线程管理的工具,其中join就是很重要的一个:等待线程执行完成。即使当线程函数已经执行完成后,调用join仍然是有效的。

4. 线程暂停

从外部让线程暂停,会引发很多并发问题。大家可以百度一下,此处不做引申。这大概也是std::thread并没有直接提供pause函数的原因。但有时线程在运行时,确实需要“停顿”一段时间怎么办呢?可以使用std::this_thread::sleep_for或std::this_thread::sleep_until

#include 
#include 
#include 

using namespace std::chrono;

void pausable() {
    // sleep 500毫秒
    std::this_thread::sleep_for(milliseconds(500));
    // sleep 到指定时间点
    std::this_thread::sleep_until(system_clock::now() + milliseconds(500));
}

int main() {
    std::thread thread(pausable);
    thread.join();

    return 0;
}

5. 线程停止

一般情况下当线程函数执行完成后,线程“自然”停止。但在std::thread中有一种情况会造成线程异常终止,那就是:析构。当std::thread实例析构时,如果线程还在运行,则线程会被强行终止掉,这可能会造成资源的泄漏,因此尽量在析构前join一下,以确保线程成功结束。
如果确实想提前让线程结束怎么办呢?一个简单的方法是使用“共享变量”,线程定期地去检测该量,如果需要退出,则停止执行,退出线程函数。使用“共享变量”需要注意,在多核、多CPU的情况下需要使用“原子”操作,关于原子操作后面会有专题讲述。

二、进阶(更多你可能需要知道的)

1. 拷贝

std::thread a(foo);
std::thread b;
b = a;

当执行以上代码时,会发生什么?最终foo线程是由a管理,还是b来管理?答案是由b来管理。std::thread被设计为只能由一个实例来维护线程状态,以及对线程进行操作。因此当发生赋值操作时,会发生线程所有权转移。在macos下std::thread的赋值函数原型为:

thread& operator=(thread&& a);

赋完值后,原来由a管理的线程改为由b管理,b不再指向任何线程(相当于执行了detach操作)。如果b原本指向了一个线程,那么这个线程会被终止掉。

2. detach/joinable

detach是std::thread的成员函数,函数原型为:

void detach();
bool joinable() const;

detach以后就失去了对线程的所有权,不能再调用join了,因为线程已经分离出去了,不再归该实例管了。判断线程是否还有对线程的所有权的一个简单方式是调用joinable函数,返回true则有,否则为无。

3. 线程内部调用自身的join

自己等待自己执行结束?如果程序员真这么干,那这个程序员一定是脑子短路了。对于这种行为C++11只能抛异常了。

三、其它

1. get_id

每个线程都有一个id,但此处的get_id与系统分配给线程的ID并不一是同一个东东。如果想取得系统分配的线程ID,可以调用native_handle函数。

std::thread::id id = std::this_thread::get_id();

C++ std::thread | 菜鸟教程

id 此时是一个类,如果需要转成整数:

typedef struct
{    /* thread identifier for Win32 */
    void *_Hnd;    /* Win32 HANDLE */
    unsigned int _Id;
} _Thrd_imp_t;
typedef _Thrd_imp_t _Thrd_t;

其中,_Id 即为我们想取到的 unsigned int 值

于是灵光一闪,只有一个参数且没有虚函数表,利用强大的C++指针岂不是能够很简单很快速的获取到 private 值?

在线程中测试如下代码

std::thread::id tid = std::this_thread::get_id();
_Thrd_t t = *(_Thrd_t*)(char*)&tid ;
unsiged int nId = t._Id

从std::thread::id取得int值id - 枉丶歌 - 博客园

2. 逻辑运算?

有些平台下std::thread还支持若干逻辑运算,比如Visual C++, 但这并不是标准库的行为,不要在跨平台的场景中使用。

原文:C++11多线程(简约但不简单) - 简书

四、复盘

多线程类Thread和用法示例

C++11中std命名空间将Boost库中的Thread加入,Boost的多线程从准标准变为标准。

头文件为#include,通过std::thread应用。就以Hello thread开始吧,需要注意的是join()函数和detach()函数的区别,数据同步操作mutex(需包含include):互斥锁

1、  普通函数多线程调用


(1)无参数函数

 

(2)有参数函数

 

2、    在类内部创建线程

(1)类内部函数为静态函数

在这里start()和hellothread()方法都必须是static方法。 

(2)在Singleton模式内部创建线程: 

 

3 、用类内部函数在类外部创建线程:

非常普通的类,只是用多线程调用其内部的函数

4、 join()和detach()的区别:

join()的作用前面已经提到,主线程等待子线程结束方可执行下一步(串行),detach()是的子线程放飞自我,独立于主线程并发执行,主线程后续代码段无需等待。看看效果:

(1)join()

(2)detach()

5、 数据同步(线程同时操作一个数据的安全性):

若有不当之处还请各位看官批评指正! 不胜感谢

参考:http://www.cppblog.com/janvy/archive/2010/03/25/110498.aspx

原文:C++多线程类Thread(C++11)_SyGoing的博客-CSDN博客_c++线程类

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