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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:

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

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:

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