cpp多线程使用方法

C++11的std::thread

开门见山，cpp多线程使用方法就是使用C++11的thread进行多线程编程。

std::thread常用成员函数

构造&析构函数

函数	类别	作用
thread()	默认构造函数	创建一个线程
thread(thread&& x)	移动构造函数	构造一个与x相同的对象，会破环x对象
~thread()	析构函数	析构对象

常用成员函数

函数	作用
void join()	等待线程结束并清理资源(会阻塞)
bool joinable()	返回线程是否可以执行join函数
void detach()	将线程与调用其的线程分离，彼此独立执行(此函数必须在线程创建时立即调用，且调用此函数会使其不能被join)
std::thread::id_get_id	获取线程id
thread& operator=(thread &&rhs)	移动构造函数(如果对象是joinable的，那么会调用std::terminate)

注意事项

线程是在thread对象被定义的时候开始执行的，而不是在调用join函数时才执行的，调用join函数只是阻塞等待线程结束并回收资源
分离的线程（执行过detach的线程）会在调用它的线程结束或自己结束时释放资源
线程会在函数运行后自动释放，不推荐利用其他方法强制结束线程，可能会因资源未释放而导致内存泄露。
没有执行join或detach的线程在程序结束时会引发异常

std::atomic和std::mutex

作用：多个线程需要操作同一个变量时，防止产生竞争与冲突

std::mutex

std::mutex是C++中最基本的互斥量，一个线程将mutex锁住时，其他的线程就不能操作mutex，直到这个线程将mutex解锁。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
using namespace std;
int n = 0;
mutex mtx;
void count10000() {
	for (int i = 1; i <= 10000; i++) {
		mtx.lock();
		n++;
		mtx.unlock();
	}
}
int main() {
	thread th[100];
	for (thread &x : th)
		x = thread(count10000);
	for (thread &x : th)
		x.join();
	cout << n << endl;
	return 0;
}

mutex的常用成员函数

函数	作用
void lock()	将mutex上锁。如果mutex已经被其他线程上锁, 那么mutex已经被同一个线程锁住，那么会产生死锁。
void unlock()	解锁mutex,释放其所有权。如果有线程因为调用lock()不能上锁而被阻塞，则调用此函数会将mutex的主动权随机交给其中一个线程; 如果mutex不是被此线程上锁，那么会引发未定义的异常。
bool try_lock()	尝试将mutex上锁。如果mutex未被上锁，则将其上锁并返回true; 如果mutex已被锁则返回false.

std::atomic

由于每个thread都要循环地加锁、解锁，我们使用std::atomic来提高效率。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <atomic>
using namespace std;
//atomic<int> n = 0;原子变量不能使用拷贝构造
atomic<int> n;
void count10000() {
	for (int i = 1; i <= 10000; i++) {
		n++;
	}
}
int main() {
	thread th[100];
	for (thread &x : th)
		x = thread(count10000);
	for (thread &x : th)
		x.join();
	cout << n << endl;
	return 0;
}

原子操作 是最小的且不可并行化的操作。

这就意味着即使是多线程，也要像同步进行一样同步操作atomic对象，从而省去了mutex上锁、解锁的时间消耗。

cpp多线程使用方法

C++11的std::thread

std::thread常用成员函数

std::atomic和std::mutex

std::mutex

std::atomic

std::async

std::future

std::promise

std::this_thread