std::thread（线程）

转自：https://www.cnblogs.com/whlook/p/6573659.html

创建线程

• 创建线程比较简单，C++提供头文件thread，使用std的thread实例化一个线程对象创建。

• std::thread 在 #include 头文件中声明，因此使用 std::thread 时需要包含 #include 头文件。

#include<iostream>
#include<thread>

using namespace std;

void thread1() {
    for(int i=0;i<20;++i)
        cout << "thread1..." << endl;
}

void thread2() {
    for (int i = 0; i<20; ++i)
        cout << "thread2..." << endl;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    thread th1(thread1);   //实例化一个线程对象th1，该线程开始执行
    thread th2(thread2);
    cout << "main..." << endl;
    return 0;
}

• 结果分析：上例是有问题的，因为在创建了线程后线程开始执行，但是主线程main()并没有停止脚步，仍然继续执行然后退出，此时线程对象还是joinable（可结合的），线程仍然存在但指向它的线程对象已经销毁，所以会中断。

• 那么该如何保证子线程执行完了退出后再退出主线程呢？

解决方法一：thread::join()

• 使用join接口可以解决上述问题，join的作用是让主线程等待直到该子线程执行结束。

#include<iostream>
#include<thread>

using namespace std;

void thread1() {
    for(int i=0;i<20;++i)
        cout << "thread1..." << endl;
}

void thread2() {
    for (int i = 0; i<20; ++i)
        cout << "thread2..." << endl;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    thread th1(thread1);   //实例化一个线程对象th1，该线程开始执行
    thread th2(thread2);
    cout << "****************" << th1.joinable() << endl;  
    th1.join();
    cout << "****************" << th1.joinable() << endl;
    th2.join();
    cout << "main..." << endl;
    return 0;
}

• 结果分析：此时就可以正常地执行子线程了，同时注意最后一个输出，说明了main是等待子线程结束才继续执行的。

• 需要注意的是线程对象执行了join后就不再joinable（判断线程是否可以加入等待）了，所以只能调用join一次。

• joinable: 检查线程是否可被 join。检查当前的线程对象是否表示了一个活动的执行线程，由默认构造函数创建的线程是不能被 join 的。另外，如果某个线程已经执行完任务，但是没有被 join 的话，该线程依然会被认为是一个活动的执行线程，因此也是可以被 join 的。

解决方法一：thread::detach()

• 将当前线程对象所代表的执行实例与该线程对象分离，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。

• detach是用来分离线程，这样线程可以独立地执行，不过这样由于没有thread对象指向该线程而失去了对它的控制，当对象析构时线程会继续在后台执行，但是当主程序退出时并不能保证线程能执行完。如果没有良好的控制机制或者这种后台线程比较重要，最好不用detach而应该使用join。

#include<iostream>
#include<thread>

using namespace std;

void thread1() {
    for(int i=0;i<20;++i)
        cout << "thread1..." << endl;
}

void thread2() {
    for (int i = 0; i<20; ++i)
        cout << "thread2..." << endl;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    thread th1(thread1);   //实例化一个线程对象th1，该线程开始执行
    thread th2(thread2);
    th1.detach();
    th2.detach();
    cout << "main..." << endl;
    return 0;
}

• 结果分析：线程未执行完退出。

mutex

• 头文件是，mutex是用来保证线程同步的，防止不同的线程同时操作同一个共享数据。

• #include：该头文件主要声明了与互斥量(mutex)相关的类，包括 std::mutex 系列类，std::lock_guard, std::unique_lock, 以及其他的类型和函数。

#include<iostream>
#include<thread>
#include<mutex>

using namespace std;

mutex m;
int cnt = 10;

void thread1() {
    while (cnt > 5){
        m.lock();
        if (cnt > 0) {
            --cnt;
            cout << cnt << endl;
        }
        m.unlock();
    }
}

void thread2() {
    while (cnt > 0) {
        m.lock();
        if (cnt > 0) {
            cnt -= 10;
            cout << cnt << endl;
        }
        m.unlock();
    }
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    thread th1(thread1);   //实例化一个线程对象th1，该线程开始执行
    thread th2(thread2);
    th1.join();
    th2.join();
    cout << "main..." << endl;
    return 0;
}

• 结果分析：mutex是不安全的，当一个线程在解锁之前异常退出了，那么其它被阻塞的线程就无法继续下去。

std::lock_guard

• 使用lock_guard则相对安全，它是基于作用域的，能够自解锁，当该对象创建时，它会像m.lock()一样获得互斥锁，当生命周期结束时，它会自动析构(unlock)，不会因为某个线程异常退出而影响其他线程。

#include<iostream>
#include<thread>
#include<mutex>

using namespace std;

mutex m;
int cnt = 10;

void thread1() {
    while (cnt > 5){
        lock_guard<mutex> lockGuard(m);
        if (cnt > 0) {
            --cnt;
            cout << cnt << endl;
        }
    }
}

void thread2() {
    while (cnt > 0) {
        lock_guard<mutex> lockGuard(m);
        if (cnt > 0) {
            cnt -= 10;
            cout << cnt << endl;
        }
    }
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    thread th1(thread1);   //实例化一个线程对象th1，该线程开始执行
    thread th2(thread2);
    th1.join();
    th2.join();
    cout << "main..." << endl;
    return 0;
}

• 结果

其他

• get_id: 获取线程 ID，返回一个类型为 std::thread::id 的对象。

• swap()：交换两个线程对象所代表的底层句柄(underlying handles)。

• 拷贝构造函数是被禁用的：thread (const thread&) = delete;

#include<iostream>
#include<thread>
#include<mutex>

using namespace std;

mutex m;
int cnt = 10;

void thread1() {
    while (cnt > 5){
        lock_guard<mutex> lockGuard(m);
        if (cnt > 0) {
            --cnt;
            cout << cnt << endl;
        }
    }
}

void thread2() {
    while (cnt > 0) {
        lock_guard<mutex> lockGuard(m);
        if (cnt > 0) {
            cnt -= 10;
            cout << cnt << endl;
        }
    }
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    thread th1(thread1);   //实例化一个线程对象th1，该线程开始执行
    thread th2(thread2);
    thread th3(th1);       //拷贝构造函数被删除
    cout << "******" << "th1 id: " << th1.get_id() << "******" << endl;
    cout << "******" << "th2 id: " << th2.get_id() << "******" << endl;
    th1.swap(th2);
    cout << "******" << "th1 id: " << th1.get_id() << "******" << endl;
    cout << "******" << "th2 id: " << th2.get_id() << "******" << endl;
    th1.join();
    th2.join();

    cout << "main..." << endl;
    return 0;
}

• 结果