C++ 线程操作 - 乐耶园

线程也叫轻量级进程，通常一个进程包含若干个线程。线程可以利用进程所拥有的资源。本文记录 C++ 操作线程的方法。

并发

两个或者多个独立的活动同时进行的现象称为并发。并发可以简单的认为，可以理解成多个应用程序同时运行。在单核CPU中，并发实际上是一种假象，进程之间实际上是按照一定的分配算法轮流使用CPU。

并发的实现主要有两种方式：

多进程实现并发
单个进程，多个线程实现并发，就是一个主线程多个子线实现。

thread

C++ 11 之后添加了新的标准线程库 std::thread ，用于线程控制，std::thread 在 <thread> 头文件中声明，因此使用 std::thread 时需要包含在 <thread> 头文件。

std::thread 默认构造函数，创建一个空的 std::thread 执行对象。

#include<thread>
std::thread thread_object(callable)

一个可调用对象可以是以下三个中的任何一个：

函数指针
函数对象
lambda 表达式

创建线程

不带参的方式创建线程

不带参数的普通函数作为线程处理函数。

#include<iostream>
#include<thread>
using namespace std;
void print(){
	cout<<"子线程在运行。。。"<<endl;
}
int main(){
	//创建线程
	thread t1(print);//print为线程处理函数
	cout<<"主线程。。。"<<endl;
	return 0;
}

通过类和对象创建线程

利用类中的仿函数作为线程处理函数。

#include<iostream>
#include<thread>
using namespace std;
class A{
	//STL 仿函数 类名模仿函数的行为
	void operator()(){
		cout<<"子线程..."<<endl;
	}
};
int main(){
	//正常写法1  对象充当线程处理函数
	A a;
	thread t1(a);
	t1.join();
	
	//写法2
//	thread t1((A()));
//	t1.join();
	
	cout<<"主线程..."<<endl;
}

通过Lambda表达式创建线程

Lambda 表达式简单地说，就是将函数定义和调用放在一处实现。

#include<iostream>
#include<thread>
using namespace std;
int main(){
	thread  t1([]{cout<<"子线程调用..."<<endl;});
	t1.join();
	cout<<"主线程..."<<endl;
}

带参的方式创建线程

将带参数的函数作为线程处理函数。

#include<iostream>
#include<thread>
using namespace std;
void p1(int &n){
	cout<<"子线程"<<n<<endl;
	n++;
}
int main(){
	int n=0;
	thread t3(p1,std::ref(n));//ref用于包装引用传值
	t3.join();
	thread t31(p1,std::ref(n));
	t31.join();
	cout<<"主线程..."<<endl;
}

当有多个参数时可以直接接在线程的构造函数参数中，他会在后台默默运行

如果测试时设置了断点发现测试日志没有成功输出，可能是子线程还没有开始运转，可以加个 while(1){;} 再观察结果。

智能指针的方式创建线程

就是以智能指针为参数的函数作为线程处理函数

void p2(unique_ptr<int> ptr){
	cout<<"子线程："<<ptr.get()<<endl;
	cout<<"子线程id: "<<this_thread::get_id()<<endl;//get_id函数获取线程id
}

int main(){
	//智能指针为参数的线程处理函数
	int *p=new int(12);
	cout<<*p<<endl;//12
	unique_ptr<int> ptr(new int(1000));
	cout<<"主线程："<<ptr.get()<<endl;//ptr.get() 获取智能指针的地址
	thread t4(p2,move(ptr));
	t4.join();
	cout<<"主线程id: "<<this_thread::get_id()<<endl;
	cout<<"主线程..."<<ptr.get()<<endl;//0000000 因为上面的语句将智能指针移动到p3中去，子线程结束后，智能指针自动释放啦。
}

类的成员函数创建线程

将类的成员函数作为线程处理函数

class B{
public:
	void p3(int &num){
		num=1100;
		cout<<"子线程id："<<this_thread::get_id()<<endl;
	}
};
int main(){
	//类的成员函数充当线程处理函数
	B b;
	int num=10;
	//需要告诉是哪一个对象的成员函数
	thread t5(&B::p3,b,ref(num));//注意创建thread类对象的方式
	t5.join();
	cout<<"主线程id: "<<this_thread::get_id()<<endl;
}

使用方法

线程运行函数

创建线程：调用 thread 类去调用一个线程的对象，添加处理函数作为线程的任务

#include<iostream>
#include<thread>
using namespace std;
void print(){
	cout<<"子线程在运行。。。"<<endl;
}
int main(){
	//创建线程
	thread t1(print);//print为线程处理函数
	cout<<"主线程。。。"<<endl;
	return 0;
}

子线程可能正在运行时主线程已经退出了，可能会报出异常退出的错误，这就需要将线程的调度整合起来。

join( )

可以利用 join 函数加入，汇合线程，阻塞主线程。添加以后等线程运行结束之后才运行主线程。

注意： 一个线程只能 join 一次，不能重复。

#include<iostream>
#include<thread>
#include<windows.h>
using namespace std;
//线程处理函数
void print(){
	Sleep(2000);//休眠2s
	cout<<"子线程在运行..."<<endl;
}
int main(){
	//创建线程
	thread t1(print);
	t1.join();//阻塞 ，添加以后等线程运行结束之后才运行主线程
	cout<<"主线程..."<<endl;
	return 0;
}

输出

子线程在运行。。。
主线程。。。

detach( )

detach( ) 函数用于打破主线程和子线程之间的依赖关系，将子线程和主线程之间进行分离，不影响。

#include<iostream>
#include<thread>
#include<windows.h>
using namespace std;
//线程处理函数
void print()
{
    Sleep(2000);//休眠2s
    cout << "子线程在运行..." << endl;
}
int main()
{
    //创建线程
    thread t1(print);
    t1.detach();//子线程与主线程分离
    cout << "主线程..." << endl;
    return 0;
}

输出

主线程...

joinable( )

joinable( ) 函数是一个布尔类型的函数,他会返回一个布尔值来表示当前的线程是否是可执行线程(能被 join 或者 detach)

因为相同的线程不能 join 两次,也不能 join 完再 detach, 同理也不能 detach, 所以 joinable 函数就是用来判断当前这个线程是否可以 join 的。

#include<iostream>
#include<thread>
using namespace std;
void print(){
	cout<<"子线程在运行。。。"<<endl;
}
int main(){
	thread t1(print);
	t1.join();
	cout<<"主线程..."<<endl;
	if(t1.joinable())
		cout<<"能join"<<endl;
	else
		cout<<"不能进行join"<<endl;
	return 0;
}

输出

子线程在运行。。。
主线程...
不能进行join

get_id()

获取当前线程 id

std::this_thread.get_id()

参考资料

文章链接： https://www.zywvvd.com/notes/coding/cpp/cpp-thread/cpp-thread/