C++多线程编程(一) thread类初窥

多线程编程使我们的程序能够同时执行多项任务。

在C++11以前，C++没有标准的多线程库，只能使用C语言中的pthread，在C++11之后，C++标准库中增加了thread类用于多线程编程。thread类其实是对pthread的封装，不过更加好用，现在已经广泛用于C++多线程编程。

C++11的多线程库主要包含<thread> <mutex> <atomic> <condition_variable> <future>等头文件，这篇文章只要整理记录<thread>头文件的内容。

<thread>头文件中主要就是定义了thread类，thread主要的public接口有以下几个：

1. 构造函数---创建线程

thread类提供了默认构造函数，移动构造函数和一般构造函数，并且禁止编译器生成拷贝构造函数，以及重载 = 操作符，这俩是不允许的。

三种构造函数的原型：

//默认构造
thread() noexcept = default;
//移动构造
thread(thread&& __t) noexcept;
//一般构造
template<typename _Callable, typename... _Args>
explicit thread(_Callable&& __f, _Args&&... __args);

最常用的是一般构造函数，使用一般构造函数创建线程，需要传入一个入口函数，和这个函数需要的参数，说白了就是告诉被创建的线程要去做什么事情，如果这个线程有形参，需要跟在后边一起传入。

#include <unistd.h>
#include <thread>void fun(int num) {while (num--){sleep(1);std::cout << "thread th  " << num << std::endl;}
}int main() {std::thread th(fun, 3);if (th.joinable()){th.join();}}

上边的例子中std::thread th(fun, 3);创建了一个线程，线程的入口函数就是void fun(int num)这个函数，开启线程的时候，同时需要把fun需要的参数传进去。

2. get_id

每个线程都有一个唯一的标识符，即线程id，使用get_id函数可以获取线程的id；

get_id返回一个类型为std::thread::id的对象，这是一个类，它对<<运算符进行了重载，所以可以直接用std::cout打印出来。

#include <unistd.h>
#include <thread>void fun(int num) {while (num--){
//        sleep(1);
//        std::cout << "thread th  " << num << std::endl;}
}
int main() {std::thread th(fun, 3);std::cout << th.get_id() << std::endl;std::cout << this_thread::get_id() << std::endl;if (th.joinable()){th.join();}
}

 this_thread是一个命名空间，表示当前线程，当前线程就是main函数所在的主线程，所以thread::get_id()在这里就是主线程的id。

3. join & detach

void join();
void detach();

第一个例子中，线程开启之后，有这样一段代码

if (th.joinable())
{th.join();
}

这段代码意思是等待th线程执行完毕，主线程再继续往下执行。

如果把这段代码注释掉，会得到这样的结果

这是因为th线程尚未执行完毕，主线程就退出了，所以th线程被强行中断了，而且终端会打印一段错误信息（terminate called without an active exception） 。

join 和 detach 是线程两种不同的运行方式：

• join表示等待，调用后会阻塞当前线程，直到join线程执行完毕，调用者才继续往下执行；
• detach表示分离，程序不会等待detach线程执行完，且程序退出之后，detach线程由系统接管继续执行。

4. joinable

bool joinable() const noexcept;

在调用join或者detach之前，先判断线程是否joinable，是一个良好的习惯。

从一般构造函数创建的线程，他们的joinable都是ture，可以进行join或者detach，而且，对线程进行join和detah是必要的，这样可以明确告诉程序，该怎么调度这个线程，避免不必要的错误发生。

具体原因可以看这里。

5. 析构函数

~thread()
{if (joinable()){std::terminate();}}

从析构函数可以看出来，如果一个线程在释放的时候还是joinable的，那么整个程序都会退出，这也是为什么线程一定要调用join或者detach的原因，调用了join和detach之后，线程的joinable就为false了。

上边说到join和detach的时候，尝试把join删掉了，确实会导致程序报错。

6. swap

void swap (thread& x) noexcept;

交换两个线程的所有属性。