02 | C++ 线程的使用
作者:互联网
C++11 中提供的线程类叫做 std::thread,基于这个类创建一个新的线程非常的简单,只需要提供线程函数或者函数对象即可,并且可以同时指定线程函数的参数。我们首先来了解一下这个类提供的一些常用 API:
构造函数
// ①
thread() noexcept;
// ②
thread( thread&& other ) noexcept;
// ③
template< class Function, class... Args >
explicit thread( Function&& f, Args&&... args );
// ④
thread( const thread& ) = delete;
公共成员函数
get_id()
这个获取线程 ID 的函数叫做 get_id(),函数原型如下:
std::thread::id get_id() const noexcept;
示例程序如下:
#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>
#include <string>
using namespace std;
void func(int num, string str) //任务函数 func() 一般返回值指定为 void,因为子线程在调用这个函数的时候不会处理其返回值
{
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
cout << "子线程: i = " << i << "num: "
<< num << ", str: " << str << endl;
}
}
void func1()
{
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
cout << "子线程: i = " << i << endl;
}
}
int main()
{
cout << "主线程的线程ID: " << this_thread::get_id() << endl;
thread t(func, 520, "i love you"); //func() 是一个回调函数,线程启动之后就会执行这个任务函数,程序猿只需要实现即可
thread t1(func1);
cout << "线程t 的线程ID: " << t.get_id() << endl;
cout << "线程t1的线程ID: " << t1.get_id() << endl;
getchar();
}
结果很混乱
默认情况下,主线程销毁时会将与其关联的两个子线程也一并销毁,但是这时有可能子线程中的任务还没有执行完毕,最后也就得不到我们想要的结果了。
当启动了一个线程(创建了一个 thread 对象)之后,在这个线程结束的时候(std::terminate ()),我们如何去回收线程所使用的资源呢?thread 库给我们两种选择:
- 加入式(join())
- 分离式(detach())
另外,我们必须要在线程对象销毁之前在二者之间作出选择,否则程序运行期间就会有 bug 产生。
join
- join() 字面意思是连接一个线程,意味着主动地等待线程的终止(线程阻塞)。在某个线程中通过子线程对象调用
- join() 函数,调用这个函数的线程被阻塞,但是子线程对象中的任务函数会继续执行,当任务执行完毕之后
- join() 会清理当前子线程中的相关资源然后返回,同时,调用该函数的线程解除阻塞继续向下执行。
函数在哪个线程中被执行,那么函数就阻塞哪个线程。
如果要阻塞主线程的执行,只需要在主线程中通过子线程对象调用这个方法即可,当调用这个方法的子线程对象中的任务函数执行完毕之后,主线程的阻塞也就随之解除了。修改之后的示例代码如下:
int main()
{
cout << "主线程的线程ID: " << this_thread::get_id() << endl;
thread t(func, 520, "i love you");
thread t1(func1);
cout << "线程t 的线程ID: " << t.get_id() << endl;
cout << "线程t1的线程ID: " << t1.get_id() << endl;
t.join();
//如果任务函数 func() 还没执行完毕,主线程阻塞,直到任务执行完毕,主线程解除阻塞,继续向下运行
//如果任务函数 func() 已经执行完毕,主线程不会阻塞,继续向下运行
t1.join();
}
detach()
detach() 函数的作用是进行线程分离,分离主线程和创建出的子线程。在线程分离之后,主线程退出也会一并销毁创建出的所有子线程,在主线程退出之前,它可以脱离主线程继续独立的运行,任务执行完毕之后,这个子线程会自动释放自己占用的系统资源。(其实就是孩子翅膀硬了,和家里断绝关系,自己外出闯荡了,如果家里被诛九族还是会受牵连)。该函数函数原型如下:
注意事项:线程分离函数 detach () 不会阻塞线程,子线程和主线程分离之后,在主线程中就不能再对这个子线程做任何控制了,比如:通过 join () 阻塞主线程等待子线程中的任务执行完毕,或者调用 get_id () 获取子线程的线程 ID。有利就有弊,鱼和熊掌不可兼得,建议使用 join ()。
joinable()
joinable() 函数用于判断主线程和子线程是否处理关联(连接)状态,一般情况下,二者之间的关系处于关联状态,该函数返回一个布尔类型:
bool joinable() const noexcept;
示例代码
#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>
using namespace std;
void foo()
{
this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
}
int main()
{
thread t;
cout << "before starting, joinable: " << t.joinable() << endl;
t = thread(foo);
cout << "after starting, joinable: " << t.joinable() << endl;
t.join();
cout << "after joining, joinable: " << t.joinable() << endl;
thread t1(foo);
cout << "after starting, joinable: " << t1.joinable() << endl;
t1.detach();
cout << "after detaching, joinable: " << t1.joinable() << endl;
}
可以得到以下结论:
- 在创建的子线程对象的时候,如果没有指定任务函数,那么子线程不会启动,主线程和这个子线程也不会进行连接
- 在创建的子线程对象的时候,如果指定了任务函数,子线程启动并执行任务,主线程和这个子线程自动连接成功
- 子线程调用了detach()函数之后,父子线程分离,同时二者的连接断开,调用joinable()返回false
- 在子线程调用了join()函数,子线程中的任务函数继续执行,直到任务处理完毕,这时join()会清理(回收)当前子线程的相关资源,所以这个子线程和主线程的连接也就断开了,因此,调用join()之后再调用joinable()会返回false。
operator=
线程中的资源是不能被复制的,因此通过 = 操作符进行赋值操作最终并不会得到两个完全相同的对象。
// move (1)
thread& operator= (thread&& other) noexcept;
// copy [deleted] (2)
thread& operator= (const other&) = delete;
静态函数
thread 线程类还提供了一个静态方法,用于获取当前计算机的 CPU 核心数,根据这个结果在程序中创建出数量相等的线程,每个线程独自占有一个CPU核心,这些线程就不用分时复用CPU时间片,此时程序的并发效率是最高的。
static unsigned hardware_concurrency() noexcept;
示例代码
#include <iostream>
#include <thread>
using namespace std;
int main()
{
int num = thread::hardware_concurrency();
cout << "CPU number: " << num << endl;
}
标签:02,join,函数,thread,主线,C++,线程,include 来源: https://www.cnblogs.com/mmxingye/p/16175915.html