C++多線程編程之創建線程篇

作者：C語言基礎 2021-02-25 15:58:46

開發后端

多線程是程序員必須掌握的一門技術，本文主要是針對于C++新標準中多線程庫，需要具備一定C++基礎方可學習。

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多線程是程序員必須掌握的一門技術，本文主要是針對于C++新標準中多線程庫，需要具備一定C++基礎方可學習。

前言

本章節主要C++多線程編程中的一些基本概念以及幾種創建線程的方式。

并發、進程、線程的基本概念

并發兩個或者多個任務(獨立的活動)同時發生(進行):一個程序通知執行多個獨立的任務并發假象(不是真正的并發)：單核CPU通過上下文切換方式實現進程

進程計算機中的程序關于某數據集合上的一次運行活動

進程特性

動態性：進程是程序的一次執行過程，是臨時的，有生命期，是動態產生，動態消亡的;
并發性：任何進程都可以同其他進行一起并發執行;
獨立性：進程是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位;
結構性：進程由程序，數據和進程控制塊三部分組成

線程每個進程都有一個主線程并且主線程是唯一的，也就是一個進程只能有一個主線程。vs編譯器中ctr+f5編譯運行程序時，實際是主線程調用mian函數中的代碼。線程可以理解為代碼執行通道，除了主線程之外，可以自己創建其他線程。

并發實現方案

主要解決是進程間通信問題

同一電腦上可通過管道，文件，消息隊列，共享內存等方式實現

不同電腦可通過socket網絡通信實現

多個進程實現并發

單獨進程，多個線程實現并發即一個主線程，多個子線程實現并發一個進程中的所有線程共享內存空間(共享內存)，例如全局變量，指針引用等，所以多線程開銷遠遠小于多進程。共享內存也會導致數據一致性問題(資源競爭問題)。

C++線程編程基本操作

1.首先需要包含thread頭文件

#include <thread> 
#include <iostream>

2.創建線程: thread類創建一個線程

#include <thread> 
void print() 
{ 
 std::cout<<"子線程"<<endl;     
} 
int main() 
{ 
    //運行程序會調用abort函數終止程序     
    std::thread t1(print);    
    std::cout<<"主線程"<<std::endl; 
}

3.join:加入/匯合線程。阻塞主線程，等待子線程執行結束，可理解為依附功能

#include <thread> 
void print() 
{ 
 std::cout<<"子線程"<<endl;     
} 
int main() 
{ 
    std::thread t1(print);    
    t1.join();      //阻塞主線程，等待子線程執行結束 
    std::cout<<"主線程"<<std::endl; 
    return 0; 
}

4.detach:分離，剝離依附關系，駐留后臺

#include <thread> 
#include <iostream> 
#include <windows.h> 
void print()  
{ 
 for (int i = 0; i < 10; i++)  
 { 
  std::cout << "子線程"<<i << std::endl; 
 } 
} 
int main()  
{ 
 std::thread t1(print); 
 std::cout << "主線程" << std::endl; 
    //可用Sleep延時實現結果演示 
 t1.detach(); 
 return 0; 
}

注意:一旦detach線程后，便不可再使用join線程。

5.joinable:判斷當前線程是否可以join或deatch，如果可以返回true，不能返回false

#include <thread> 
#include <iostream> 
void print()  
{ 
 for (int i = 0; i < 10; i++)  
 { 
  std::cout << "子線程"<<i << std::endl; 
 } 
} 
int main()  
{ 
 std::thread t1(print); 
 t1.detach(); 
 if (t1.joinable())  
 { 
  t1.join(); 
  std::cout << "可join" << std::endl; 
 } 
 std::cout << "主線程" << std::endl; 
 return 0; 
}

其他創建線程方法

1.用類和對象

#include <thread> 
#include <iostream> 
class Function  
{ 
public: 
 void operator()()  
{ 
  std::cout << "子線程" << std::endl; 
 } 
}; 
int main()  
{ 
 Function object; 
 std::thread t1(object);    //可調用對象即可 
 t1.join(); 
 std::thread t2((Function())); 
 t2.join(); 
 std::cout << "主線程" << std::endl; 
 return 0; 
}

2.Lambda表達式

#include <thread> 
#include <iostream> 
int main()  
{ 
 
 
 std::thread t1([] {std::cout << "子線程" << std::endl; }); 
 t1.join(); 
 std::cout << "主線程" << std::endl; 
 return 0; 
}

3.帶引用參數創建方式

#include <thread> 
#include <iostream> 
#include <thread> 
void printInfo(int& num)  
{ 
 num = 1001; 
 std::cout << "子進程:"<<num << std::endl; 
} 
int main()  
{ 
 int num = 0; 
 //std::ref 用于包裝按引用傳遞的值。 
 //std::cref 用于包裝按const引用傳遞的值 
 //error C2672: “invoke”: 未找到匹配的重載函數 
 std::thread t(printInfo, std::ref(num));     
 t.join(); 
 std::cout << "主線程:"<<num << std::endl; 
 return 0; 
}

4.帶智能指針參數創建方式

#include <thread> 
#include <iostream> 
#include <thread> 
void printInfo(std::unique_ptr<int> ptr)  
{ 
 std::cout << "子線程:"<<ptr.get() << std::endl; 
} 
int main()  
{ 
 std::unique_ptr<int> ptr(new int(100)); 
 std::cout << "主線程:" << ptr.get() << std::endl;   
 std::thread t(printInfo,std::move(ptr));     
 t.join(); 
 std::cout << "主線程:"<<ptr.get() << std::endl;  //主線程:00000000 move掉了 
 return 0; 
}

5.類的成員函數

#include <thread> 
#include <iostream> 
#include <thread> 
class MM  
{ 
public: 
 void print(int& num)  
{ 
  num = 1001; 
  std::cout << "子線程:"<<num << std::endl; 
 } 
}; 
int main()  
{ 
 MM mm; 
 int num = 10; 
 std::thread t(&MM::print,mm,std::ref(num));     
 t.join(); 
 std::cout << "主線程:"<< num << std::endl; 
 return 0; 
}

好了，創建線程就介紹到這里，大家可以先練習一下，下章節講解共享數據訪問。

責任編輯：姜華來源：今日頭條

C++線程編程開發技術