C++11多线程编程--线程创建

参考资料

• adam1q84
• 我是一只C++小小鸟
• Thread support library
• Book:《C++ Concurrency in Action》

线程的创建

线程的创建有多种方式

std::thread t1(可调用对象);

由于实现(内部的实现这里不在探讨)，std::thread()创建一个新的线程可以接受任意的可调用对象类型（带参数或者不带参数），包括lambda表达式（带变量捕获或者不带），函数，函数对象，以及函数指针。

下面简单的探讨一下。

1.通过一个不带参数的函数创建线程。

#include <iostream>
#include <thread> // 多线程头文件

void Hello() {
  std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
}

int main() {
  // 创建一个线程对象，注意函数 Hello 将立即运行。
  std::thread t(&Hello);

  // 等待线程结束。
  // 否则线程还没执行（完），主程序就已经结束了。
  t.join();

  return 0;
}

cppreference 关于立即运行有提到

在启动了一个线程（创建了一个thread对象）之后，当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：

• 1.加入式（join()）
• 2.分离式（detach()）

值得一提的是，你必须在thread对象销毁之前做出选择 这是因为线程可能在你加入或分离线程之前，就已经结束了，之后如果再去分离它，线程可能会在thread对象销毁之后继续运行下去。

2.通过一个带参数的函数创建线程。

#include <iostream>
#include <thread>

void Hello(const char* what) {
  // 睡眠一秒以模拟数据处理。
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
  std::cout << "Hello, " << what << "!" << std::endl;
}

int main() {
  std::thread t(&Hello, "World");
  
  // 等价于使用 bind：
  //   std::thread t(std::bind(&Hello, "World"));

  t.join();

  return 0;
}

3.通过一个函数对象——即仿函数（functor）——创建线程。

class Hello {
public:
  void operator()(const char* what) {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    std::cout << "Hello, " << what << "!" << std::endl;
  }
};

int main() {
  Hello hello;

  // 方式一：拷贝函数对象。
  std::thread t1(hello, "World");
  t1.join();

  // 方式二：不拷贝函数对象，通过 boost::ref 传入引用。
  // 用户必须保证被线程引用的函数对象，拥有超出线程的生命期。
  // 比如这里通过 join 线程保证了这一点。 
  std::thread t2(std::ref(hello), "World");
  t2.

  return 0;
}

4.通过一个成员函数创建线程。

// 通过成员函数来创建线程. 注意和普通函数的区别
#include <thread>
#include <iostream>

class Hello {
public:
    void ThreadFuntion() {
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));
        std::cout << "ThreadFuntion1 " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
    }
};


int main() {
    Hello hello; // 需要一个对象
    std::thread t1(&Hello::ThreadFuntion, &hello);
    t1.join();

    return 0;
}

5.通过一个成员函数创建线程(在构造函数中操作)。

与前例不同之处在于，需要以 bind 绑定 this 指针作为第一个参数。

#include <iostream>
#include <thread>

class Hello {
public:
  Hello() {
    std::thread t(std::bind(&Hello::Entry, this, "World"));
    t.join();
  }

private:
  // 线程函数
  void Entry(const char* what) {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    std::cout << "Hello, " << what << "!" << std::endl;
  }
};

int main() {
  Hello hello;
  return 0;
}

6.使用lambda

#include <iostream>
#include <thread>

//
int main() {
    auto threadFunction = []() {
        std::cout << "Lambda thread id " << std::this_thread::get_id() <<std::endl; // 打印线程id
        std::cout << "使用lambda表达式作为可调用对象" << std::endl;
    };

    std::cout <<  "Main thread id " << std::this_thread::get_id() <<std::endl;
    std::thread t1(threadFunction);
    t1.join();
    return 0;
}

join Vs detach

join

join()字面意思是连接一个线程，意味着主动地等待线程的终止。
join()是这样工作的，在调用进程中join(),当新的线程终止时，join()会清理相关的资源（any storage associated with the thread）,然后返回，调用线程再继续向下执行。 正是由于join()清理了线程的相关资源，因而我们之前的thread对象与已销毁的线程就没有关系了，这意味着一个线程的对象每次你只能使用一次join()，当你调用的join()之后joinable()就将返回false了。

关于joinable()
判断是否可以成功使用join() 或者detach(), 返回值为bool .

#include <iostream>
#include <thread>

void foo()
{
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
}
  
int main()
{
    std::thread t(foo);
    std::cout << "before joining,joinable=" << std::boolalpha << t.joinable() << std::endl;
    t.join();
    std::cout << "after joining, joinable=" << std::boolalpha << t.joinable() << '\n';
}

// output 
// [thread]main
// before joining,joinable=true
// after joining, joinable=false

detach

分离式,对应的函数是detach()。
detach这个词的意思是分离的意思，对一个thread对象使用detach()意味着从调用线程分理出这个新的线程，我们称分离的线程叫做守护线程（daemon threads）。之后也就不能再与这个线程交互。
分离的线程会在后台运行，其所有权(ownership)和控制权将会交给c++运行库。同时，C++运行库保证，当线程退出时，其相关资源的能够正确的回收。
分离的线程，它运行结束后，不再需要通知调用它的线程

线程的标识

线程id。
类 thread::id 是轻量的可频繁复制类，它作为 std::thread 对象的唯一标识符工作。

• std::this_thread::get_id()这个函数获取线程的标识符 (在线程的函数中）
• 线程对象也有一个function get_id() std::thread::id get_id() const noexcept;

// source: cppreference
#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>
 
void foo()
{
    // 看这里
    std::cout << std::this_thread::get_id() <<std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
}
 
int main()
{
    // 看这里
    std::thread t1(foo);
    std::thread::id t1_id = t1.get_id();
 
    std::thread t2(foo);
    std::thread::id t2_id = t2.get_id();
 
    std::cout << "t1's id: " << t1_id << '\n';
    std::cout << "t2's id: " << t2_id << '\n';
 
    t1.join();
    t2.join();
}