C++多线程应用

一个进程就是一个程序，一个程序里不止一个功能，每个功能的实现就可以交给一个线程去完成。一个进程就像是一个工程，这个工程里，有设计，有监理，有施工，就相当于三个线程，各干各的又相互配合。

https://cplusplus.com/reference/thread/thread/thread/

是C++的官方参考，个人觉得比较权威，比经过一些人去了解更好。每个人的思维方式不一样，直接看原始文档是最好的，何必吃别人嚼过的饭呢。

下面是我的心得，也算个参考吧。

一、创建一个线程大致有两种方法，一是先定义一个空线程，然后再实例化，二是直接实例化一个线程，直接干活。我个人倾向第二种，感觉第一种没什么意义。

二、对于join的理解。我的理解是：一个线程就是一个人，给这个人派任务后，有两种状态，一个是需要他回复，另一种是不需要。需要回复的，就用join，不需要回复的，就用detach。还拿设计，监理，施工，三人举例。施工前需要设计好才能开始施工，设计线程需要join，施工和监理是同时进行的，不能等施工完了，监理才检查，所以施工尤其不能join，只能detach，监理就可以马上开始了，监理作为最后一个工序可以join，也可以detach

三、joinable，就是表示这个线程的状态，一个线程，既有任务，又需要回复，就是joinable（）== true，其余状态都是joinable（）== false

四、当joinable（）== true时，才对线程进行join或detach操作。否则不要进行这两种操作。即if(th.joinable()){th.join()；或th.detach();}

五、std::hardware_concurrency（）是CPU的核心数，按理说是一个核心对应一个线程。但是一个线程在执行完任务后就自动销毁了，CPU核心就空出来了。让线程等待新任务的话，也行，但我在实际运行过程中，会报错，也许是我学艺不精。我就简单粗暴，不断创建新线程。

六、线程池的概念我也不知道是谁发明的，就是先创建几个空线程，没事就等着，有事就干，干完也不消毁，继续等，说是能节约时间，我是觉得没什么用，而且官方参考里并没有这个说法。

上代码，用注释说明。

//此程序用多线程去调查学生的情况并记录。
#include <atomic>         // 自锁型变量，防止多线程交叉操作，只能一个一个来，本例子并未使用，好像不支持string。
#include <thread>         // 想用多线程，就要包含此包
#include <vector>         // 使用多线程的辅助工具，任意类型的队列
#include <mutex>          //  防止线程交叉操作同一代码用的,线程锁

mutex m;    //定义一个线程锁
string a=“”;  //用于记录的字符串
std::vector<std::thread> threaders;//创建一个线程队列，没有上限

//次子程序，用于获取学生的属性并记录,参数是学号，用很多线程执行这个子程序，一个线程调查一个学生，调查完不需要回复。这里假设，获取属性是个费时的工作，记录是个很快的动作，四个get_XXX()是预先写好的其他子程序。
void get_students_status(int student_number)  //学号是学生的唯一标识
{
string name;  //学生的姓名
string age;  //学生的年龄
string height;  //学生的身高
string weight;  //学生的体重

name = get_name(student_number);
age = get_age(student_number);
height = get_height(student_number);
weight = get_weight(student_number);

//前面是调查的工作，可以多线程同步进行。后面是记录的工作，不能多线程同步进行，必须一个一个来，就需要加锁。这会让程序整体变慢，但没办法，记录是配套的，否则就乱了，比如名字后面应该是年龄，如果不加锁，可能会是另一个人的名字，
m.lock();  //加锁
a = a + name+": "+age +" "+height+" "+weight +"||";
m.unlock();  //解锁
}

main()
{
//对一万个学生进行调查并记录
  for(int i = 1;i<10000;i++)
  {
    threaders.push_back(std::thread(get_students_status,i)); //针对每个学号创建一个线程，std::thread是创建线程的语句，其第一个参数是线程执行的子程序，第二个参数是该子程序的第一个参数，以此类推。threaders.push_back是把这个新创建的线程放在线程队列的队尾。

    //遍历线程队列里的每个线程
    for (auto& th : threaders)
    {
	  if(th.joinable())th.detach();//如果此线程处于有任务，且需要回复的状态，就告诉他不用回复了。此处用join，就是等待其回复。那样就失去了多线程的意义，一个一个干，跟一个人干，没什么区别。

    }
  }
m.lock();  //加锁
cout<<a<<endl;//有可能还有线程没完成就输出了，可以想别的办法，比如前面加sleep（），或加锁。主线程也是线程啊。也可以在前面遍历线程那步，把最后一个线程join
m.unlock();  //解锁
}