C++并发编程指南2

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了C++并发编程指南2，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含5133字，纯文字阅读大概需要8分钟。

内容图文

文章目录

• 线程管理基础
• 启动线程
• 等待线程
• 向线程函数传递参数
• 转移线程所有权
• 多个thread对象之间转移
• 函数返回thread对象
• thread作为参数传递
• 多个线程并等待结束
• 运行时决定线程数量
• 标识线程

线程管理基础

每个程序至少有一个线程：执行main()函数的线程，其余线程有其各自的入口函数。线程与原始线程(以main()为入口函数的线程)同时运行。如同main()函数执行完会退出一样，当线程执行完入口函数后，线程也会退出。在为一个线程创建了一个 std::thread 对象后，需要等待这个线程结束；不过，线程需要先进行启动。

启动线程

C++线程启动可以归结为构造std::thread对象：

void do_some_work();
std::thread my_thread(do_some_work);

其他构造std::thread对象方法：

• 普通函数
• 列表初始化
• 仿函数：只要重载一个类的operator()方法
• lambda表达式

#include <iostream>
#include <thread>
using namespace std;

void hello()
{
    cout << "hello concurrent world" << endl;
}

class background_task
{
public:
    void operator()() const 
    {
        cout << "class constructor" << endl;
    }
};

int main()
{
    thread t(hello); //启动一个新线程，执行hello
    t.join();

    thread t3{hello};
    t3.join();

    background_task bt;
    thread t2(bt);
    t2.join();

    thread t4([] {
        cout << "lambda" << endl;
    });
    t4.join();

    return 0;
}

等待线程

join():确保局部变量在线程完成后，才被销毁。清理了线程相关的存储部分，这样 std::thread 对象将不再与已经完成的线程有任何关联。
通常，当倾向于在无异常的情况下使用join()时，需要在异常处理过程中调用join()，从而避免生命周期的问题。当然也可以使用RAII手法让线程退出时自动调用join()

detach:分离一个线程。使用detach()会让线程在后台运行，这就意味着主线程不能与之产生直接交互。也就是说，不会等待这个线程结束；如果线程分离，那么就不可能有 std::thread 对象能引用它。通常称分离线程为守护线程(daemon threads),UNIX中守护线程是指，没有任何显式的用户接口，并在后台运行的线程。

向线程函数传递参数

注意：默认参数要拷贝到线程独立内存中，即使参数是引用的形式，也可以在新线程中进行访问。

• 在传递给std::thread构造函数之间就要将字面值转为对应的类型，以防止隐式转换失败。

void f(int i, string const & s)
{
    cout << i << ":" << s << endl;
}

int main()
{
    //1. 可能转换崩溃，导致线程出现未定义行为。
    //thread t(f, 3, "hello"); 

    //2. 使用std::string构造函数, OK
    thread t(f, 3, std::string("hello"));
    t.join();

    return 0;
}

• 需要传递一个引用时。可以使用 std::ref 将参数转换成引用的形式
• 可以通过std::bind传递函数及参数给std::thread构造函数。

class X
{
public:
    void do_work(int i)
    {
        cout << i << endl;
    }
};

int main()
{
    X my_x;
    int num(2);
    std::thread t(&X::do_work, &my_x, num);

    t.join();

    return 0;
}

• std::bind提供的参数可以移动，但不能拷贝。"移动"是指：原始对象中的数据转移给另一对象，而转移的这些数据就不再在原始对象中保存了。
• 当原对象是一个临时变量时，自动进行移动操作，但当原对象是一个命名变量，那么转移的时候就需要使用 std::move() 进行显示移动。
• 标准线程库中和 std::unique_ptr 在所属权上有相似语义类型的类有好几种， std::thread 为其中之一。
• 执行线程的所有权可以在多个 std::thread 实例中互相转移，这是依赖于 std::thread 实例的可移动且不可复制性。不可复制保性证了在同一时间点，一个 std::thread 实例只能关联一个执行线程；可移动性使得程序员可以自己决定，哪个实例拥有实际执行线程的所有权。

转移线程所有权

多个thread对象之间转移

• C++标准库中有很多资源占有(resource-owning)类型，比如 std::ifstream , std::unique_ptr 还有 std::thread 都是可移动，但不可拷贝。
• 执行线程的所有权可以在 std::thread 实例中移动，下面将展示一个例子。例子中，创建了两个执行线程，并且在 std::thread 实例之间(t1,t2和t3)转移所有权。

void some_function();
void some_other_function();
std::thread t1(some_function); // 1 新线程与t1关联
std::thread t2=std::move(t1); // 2 t1的所有权转到t2。执行some_function的线程与t2关联，t1不关联任何线程
t1=std::thread(some_other_function); // 3 临时thread对象创建线程并与t1关联
std::thread t3; // 4 t3默认构造函数创建，没有任何执行线程与t3关联
t3=std::move(t2); // 5 t2的所有权转到t3。
t1=std::move(t3); // 6 赋值操作将使程序崩溃。t1已经关联了一个线程，不能再次关联另外的线程。

函数返回thread对象

std::thread f()
{
void some_function();
return std::thread(some_function);
} 

std::thread g()
{
void some_other_function(int);
std::thread t(some_other_function,42);
return t;
}

thread作为参数传递

void f(std::thread t);
void g()
{
void some_function();
f(std::thread(some_function));
std::thread t(some_function);
f(std::move(t));
}

多个线程并等待结束

#include <iostream>
#include <vector>
#include <thread>
#include <random>
#include <chrono>

using namespace std;

//产生随机数
default_random_engine e;
int randn(int start, int end)
{
    uniform_int_distribution<int> u(start, end);
    return u(e);
}
//让线程随机sleep 0-9s
void do_work(unsigned id)
{
    cout << "id:" << id << " start..." << endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(randn(0, 9)));
    cout << "id:" << id << " end"<< endl;
}


int main()
{
    vector<thread> thds;
    for (unsigned i = 0; i < 10; i++)
    {
        thds.push_back(thread(do_work, i ));
    }
    //等待所有线程结束
    for_each(thds.begin(), thds.end(), mem_fn(&thread::join));

    return 0;
}

运行时决定线程数量

返回硬件支持的线程数目：thread::hardware_concurrency()。注意：可能返回0.

标识线程

类型为：std::thread::id
获取方式

1. 通过thread对象的get_id()直接获取
2. 在当前线程中调用this_thread::get_id()

std::thread::id 对象可以自由的拷贝和对比,因为标识符就可以复用。

• 如果两个对象的 std::thread::id 相等，那它们就是同一个线程，或者都“无线程”。
• 如果不等，那么就代表了两个不同线程，或者一个有线程，另一没有线程。
• 可以作为键值存储

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的C++并发编程指南2全部内容，希望文章能够帮你解决C++并发编程指南2所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

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