C++11多线程thread

• 一、线程thread
• • 1.1、语法
  • • 1.1.1、构造函数
    • 1.1.2、主要成员函数
  • 1.2、简单线程的创建
  • 1.3、线程封装
  • 1.4、std::this_thread
  • • 1.4.1、std::this_thread::get_id()
    • 1.4.2、std::this_thread::yield()
    • 1.4.3、std::this_thread::sleep_for
• 总结
• 后言

一、线程thread

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

1.1、语法

1.1.1、构造函数

（1）默认构造函数。
创建一个空的 thread 执行对象。

thread() _NOEXCEPT
{// construct with no thread_Thr_set_null(_Thr);
}

（2）初始化构造函数。
创建std::thread执行对象，该thread对象可被joinable，新产生的线程会调用threadFun函数，该函 数的参数由 args 给出。

template
explicit thread(Fn&& fn,Args&& ... args);

&&表示既可以传入左值也可以传入右值。

（3）拷贝构造函数。

// 如果拷贝构造函数（被禁用），意味着 thread 不可被拷贝构造。 
thread(const thread&) = delete;

（4）Move构造函数 。

thread(thread&& x)noexcept

move 构造函数，调用成功之后 x 不代表任何 thread 执行对象。
注意：可被 joinable 的 thread 对象必须在他们销毁之前被主线程 join 或者将其设置为 detached。

示例：

#include 
#include using namespace std;void thread_func(int &a)
{cout << "thread_func: a = " << (a += 10) << endl;
}int main()
{int x = 10;thread t1(thread_func, ref(x));thread t2(move(t1)); // t1 线程失去所有权thread t3;t3 = move(t2); // t2 线程失去所有权// t1.join(); //执行会报错：已放弃 (核心已转储)t3.join();cout << "main end: x = " << x << endl;return 0;
}

执行结果：

thread_func: a = 20
main end: x = 20

1.1.2、主要成员函数

（1）get_id()：获取线程ID，返回类型std::thread::id对象。
（2）joinable()：判断线程是否可以加入等待。
（3）join()：等该线程执行完成后才返回。
（4）detach()：
detach调用之后，目标线程就成为了守护线程，驻留后台运行，与之关联的std::thread对象失去对目标线程的关联，无法再通过std::thread对象取得该线程的控制权。当线程主函数执行完之后，线程就结束了，运行时库负责清理与该线程相关的资源。

调用 detach 函数之后：

1. *this 不再代表任何的线程执行实例。
2. joinable() == false
3. get_id() == std::thread::id()

1.2、简单线程的创建

使用std::thread创建线程，提供线程函数或者函数对象，并可以同时指定线程函数的参数。

1. 传入0个值
2. 传入2个值
3. 传入引用
4. 传入类函数
5. detach
6. move

（1）传入0个值：

#include 
#include using namespace std;void thread_func1()
{cout << "thread_func1()" << endl;
}int main()
{thread t1(&thread_func1);	// 只传递函数t1.join();					// 阻塞等待线程函数执行结束return 0;
}

（2）传入2个值：

#include 
#include using namespace std;void thread_func2(int a, int b)
{cout << "thread_func2(): a + b =" << a + b << endl;
}int main()
{int a = 10;int b = 16;thread t2(thread_func2, a, b);t2.join();return 0;
}

（3）传入引用：

#include 
#include using namespace std;void thread_func3(int &c)
{cout << "thread_func3(): &c = " << &c cout << " --> c + 10 =" << (c += 10) << endl;
}int main()
{int c = 10;thread t3(thread_func3, ref(c));t3.join();cout << "main --> 3 : &c = " << &c << ", c = " << c << endl;return 0;
}

（4）传入类函数：

#include 
#include using namespace std;class A
{
public:void func4(int a){cout << "thread:" << name_ << ", fun4 a = " << a << endl;}void setName(string name) { name_ = name; }void displayName() { cout << "this:" << this << ", name:" << name_ << endl; }void play() { std::cout << "play call!" << std::endl; } private: string name_;
};int main()
{cout << "test--------------------------" << endl;A *a_ptr = new A();a_ptr->setName("hello,C++11");thread t4(A::func4, a_ptr, 10);t4.join();delete a_ptr;A *a_ptr2 = new A();a_ptr2->setName("hello,C++14");thread t42(&A::func4, a_ptr2, 10);// 传入类的函数地址、类地址、参数t42.join();delete a_ptr;return 0;
}

最好使用取地址符&的方式传入类函数，避免兼容问题。

（5）detach() ：
将子线程从主线程中分离出来，主线程不再具有管理此子线程的能力。

#include 
#include using namespace std;void thread_func5()
{cout << "func5 into sleep " << endl;this_thread::sleep_for(chrono::seconds(2));cout << "func5 leave " << endl;
}int main()
{thread t5(&thread_func5);t5.detach();// t5.join() // 抛出异常cout << "t5 id : " << t5.get_id() << endl; // 抛出异常cout << "t5 joinable: " << t5.joinable() << endl;return 0;
}

执行结果：

t5 id : thread::id of a non-executing thread
t5 joinable: 0

（6）std::move() ：
线程所有权转移。

#include 
#include using namespace std;int main()
{thread t6(func6);thread t7(move(t6));//t6.join(); // 抛出异常 cout << "t6 id : " << t6.get_id() << endl;cout << "t6 joinable: " << t6.joinable() << endl;cout << "t7 joinable: " << t7.joinable() << endl;t7.join();return 0;
}

执行结果：

t6 id : thread::id of a non-executing thread
t6 joinable: 0
t7 joinable: 1
this is func6 !

1.3、线程封装

封装线程，子类能继承，然后子类能实现具体的业务逻辑。创建线程通过new来实现，参数列表和使用构造函数创建是一样的。

ower_thread.h

#ifndef _OWER_THREAD_H_
#define _OWER_THREAD_H_#include class Ower_Thread {
public:Ower_Thread(); // 构造函数virtual ~Ower_Thread(); // 析构函数bool start(); void stop(); bool isAlive() const; // 线程是否存活std::thread::id id(){return th_->get_id();}std::thread* getThread(){return th_;}void join();	// 等待当前线程结束, 不能在当前线程上调用void detach();	//能在当前线程上调用static size_t CURRENT_THREADID();protected: void threadEntry(); virtual void run() = 0; // 运行 
protected: bool running_; //是否在运行 std::thread *th_;
};#endif

ower_thread.cc

#include "ower_thread.h"
#include 
#include 
#include Ower_Thread::Ower_Thread() :running_(false), th_(NULL)
{}Ower_Thread::~Ower_Thread()
{if (th_ != NULL){//如果到调用析构函数的时候，调用者还没有调用join则触发detach，此时是一个比较危险的动 作，用户必须知道他在做什么if (th_->joinable()){std::cout << "~Ower_Thread detach"<detach();}delete th_;th_ = NULL;}std::cout << "~Ower_Thread()" << std::endl;
}bool Ower_Thread::start()
{if (running_){return false;}try{th_ = new std::thread(&Ower_Thread::threadEntry, this);}catch (...){throw "[Ower_Thread::start] thread start error";}return true;
}void Ower_Thread::stop()
{running_ = false;
}bool Ower_Thread::isAlive()const
{return running_;
}void Ower_Thread::join() 
{if (th_->joinable()) {th_->join(); // 不是detach才去join } 
}void Ower_Thread::detach()
{ th_->detach(); 
}size_t Ower_Thread::CURRENT_THREADID()
{// 声明为thread_local的本地变量在线程中是持续存在的，不同于普通临时变量的生命周期， // 它具有static变量一样的初始化特征和生命周期，即使它不被声明为static。static thread_local size_t threadId = 0;if (threadId == 0){std::stringstream ss;ss << std::this_thread::get_id();threadId = strtol(ss.str().c_str(), NULL, 0);}return threadId;
}void Ower_Thread::threadEntry()
{running_ = true;try{run();}catch (std::exception &ex){running_ = false;throw ex;}catch (...){running_ = false;throw;}running_ = false;
}

test.cc

#include 
#include 
#include "ower_thread.h"using namespace std;class A:public Ower_Thread
{
public:void run(){while (running_){cout << "class A" << endl;this_thread::sleep_for(chrono::seconds(5));}cout << "----- leave class A " << endl;}};class B :public Ower_Thread
{
public:void run(){while (running_){cout << "class B" << endl;this_thread::sleep_for(chrono::seconds(2));}cout << "----- leave class B " << endl;}};int main()
{A a;a.start();B b;b.start();this_thread::sleep_for(chrono::seconds(5));a.stop();a.join(); // 需要我们自己joinb.stop();b.join(); // 需要我们自己joincout << "Hello World!" << endl;return 0;
}

编译：

g++ -o my_thread test.cc ower_thread.cc -lpthread -std=c++11

执行结果：

$ ./my_thread
class B
class A
class B
class B
class A
class B
class B
----- leave class A 
----- leave class B 
Hello World!
~Ower_Thread()
~Ower_Thread()

1.4、std::this_thread

此命名空间对一组访问当前线程的函数进行分组。

1.4.1、std::this_thread::get_id()

功能：获取线程 ID。
返回：返回调用线程的线程 ID，此值唯一标识线程。成员类型的对象唯一标识线程thread::id。
示例：

// thread::get_id / this_thread::get_id
#include        // std::cout
#include          // std::thread, std::thread::id, std::this_thread::get_id
#include          // std::chrono::secondsstd::thread::id main_thread_id = std::this_thread::get_id();void is_main_thread() {if ( main_thread_id == std::this_thread::get_id() )std::cout << "This is the main thread.\n";elsestd::cout << "This is not the main thread.\n";
}int main() 
{is_main_thread();std::thread th (is_main_thread);th.join();
}

1.4.2、std::this_thread::yield()

调用线程生成，为实现提供了重新调度的机会。当线程等待其他线程前进而不阻塞时，应调用此函数。
示例：

// this_thread::yield example
#include        // std::cout
#include          // std::thread, std::this_thread::yield
#include          // std::atomicstd::atomic ready(false);void count1m(int id) {while (!ready) {             // wait until main() sets ready...std::this_thread::yield();}for (volatile int i = 0; i<1000000; ++i) {}std::cout << id;
}int main()
{std::thread threads[10];std::cout << "race of 10 threads that count to 1 million:\n";for (int i = 0; i<10; ++i) threads[i] = std::thread(count1m, i);ready = true;               // go!for (auto& th : threads) th.join();std::cout << '\n';return 0;
}

1.4.3、std::this_thread::sleep_for

阻止在指定的时间段内执行调用线程。
当前线程的执行将停止，直到至少从现在开始。其他线程继续执行。

参数：
调用线程恢复执行的时间跨度。请注意，多线程管理操作可能会导致超出此范围的某些延迟。是表示特定相对时间的对象。

示例：

#include        // std::cout, std::endl
#include          // std::this_thread::sleep_for
#include          // std::chrono::secondsint main() 
{std::cout << "countdown:\n";for (int i=10; i>0; --i) {std::cout << i << std::endl;std::this_thread::sleep_for (std::chrono::seconds(1));}std::cout << "Lift off!\n";return 0;
}

总结

编译时需要添加lpthread库。

后言

本专栏知识点是通过<零声教育>的系统学习，进行梳理总结写下文章，对c/c++linux系统提升感兴趣的读者，可以点击链接,详细查看详细的服务:C/C++服务器课程