C++之线程管控（一）

背景

多线程编程在实际应用中非常常见，它可以帮助我们提高程序性能，实现高效的任务调度。从C++11开始，C++语言已经提供了对多线程编程的原生支持。本文将详细介绍如何使用C++进行线程管控，包括发起线程、等待线程完成、异常处理以及在后台运行线程等内容。

发起线程

C++11提供了一个名为std::thread的类来实现线程创建功能。您需要在std::thread对象的构造函数中提供一个函数指针作为线程的入口点。以下是一个简单的示例，用于创建新线程并运行print_hello函数：

#include <iostream>
#include <thread>

void print_hello() {
  std::cout << "Hello from a new thread!" << std::endl;
}

int main() {
  std::thread t(print_hello);
  t.join();
  return 0;
}

等待线程完成

当发起一个线程并开始执行后，您可能需要等待该线程执行完成。这可以通过调用std::thread::join方法实现。join()方法会阻塞当前线程，直到被调用的线程运行结束。

在上面的示例中，我们已经使用join()方法等待新线程完成：

t.join();

异常处理和线程等待

在多线程环境下，异常处理变得尤为重要。当线程中抛出异常并且未捕获，程序将会异常终止。因此，确保在每个线程中正确处理异常非常关键。下面的示例展示了如何捕获线程中的异常：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <stdexcept>

void throw_exception() {
  throw std::runtime_error("An error occurred in the thread!");
}

int main() {
  std::thread t(throw_exception);
  try {
    t.join();
  } catch (const std::runtime_error &e) {
    std::cerr << "Caught exception from thread: " << e.what() << std::endl;
  } catch (...) {
    t.join(); // 确保所有线程都被等待
    throw; // 将异常重新抛出
  }
  return 0;
}

在后台运行线程

有时候，您可能不想让主线程坚持等待子线程执行结束。这可以通过std::thread::detach方法实现，该方法允许线程在后台继续运行，不受主线程的影响。在调用detach()方法后，线程对象将不再保持与线程的连接。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>

void run_in_background() {
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
  std::cout << "Background thread finished." << std::endl;
}

int main() {
  std::thread t(run_in_background);
  t.detach();
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
  std::cout << "Main thread finished." << std::endl;
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); // 确保后台线程有足够时间结束
}