C++多线程框架

Thread线程框架

线程定义：
线程可以理解为一个特立独行的函数。其存在的意义，就是并行，避免了主线程的阻塞。

----------------------------thread与函数----------------------------------

线程启动

　　C++线程的启动， 只需要#include <thread>即可。 线程对象的创建， 意味着线程的开始。

1）同步

#include <iostream>
#include <thread>
#include <unistd.h>

using namespace std;

void func()
{
    cout<<"thread id:"<<this_thread::get_id()<<endl;
    cout<<"do some work"<<endl;
    sleep();
}
int main()
{
    cout<<"maint thread id:"<<this_thread::get_id()<<endl;
    thread t(func);
    t.join();
    return ;
}

　　t.join 和 t.detach 标志着， 线程对象和线程的关系。 t.join 表示， 线程与线程对象的同步关系。 而 t.detach 表示， 线程与线程对象的异步关系。 在线程生成后，必须指定join或者detach状态来。

　　detach 后的线程，不能再 join，是否可以 join 可以通过 joinable 来判断。 

2）异步

#include <iostream>
#include <memory>

using namespace std;

void func()
{
    cout<<"thread id:"<<this_thread::get_id()<<endl;
    int i = ;
    while(i++<)
    {
        cout<<"assist thread running times:"<<i<<endl;
        sleep();
    }
    cout<<"----end assist thread work!------"<<endl;
}

int main()
{
    cout<<"maint thread id:"<<this_thread::get_id()<<endl;
    thread t(func);
//    t.join();                 //！同步
        t.detach();                                       //！异步

        int i =;
    while(i++<)
    {
        cout<<"main thread running times:"<<i<<endl;
        sleep();
    }
    cout<<"-----main thread finished!-----"<<endl;
}

　　在次线程detach的状态下，要保证主线程的上声明周期要比次线程声明周期长，否则此线线程将中断退出。

传参方式

　　线程有自己独立的栈。可供享受全局的变量。在线程启动的时候可以传入启动的参数。

#include <iostream>
#include <thread>
using namespace std;

void func(int n, string s)
{
    for(int i=;i <n ;i++)
    {
        cout<<s<<endl;
    }
}
int main()
{
    thread t(func,,"china");
    t.join();
    return ;
}

　　除了传入参数，共享全局以外，还可以使用std::ref辅助传入本地变量的引用。thread认为不加std::ref包装的变量都是以拷贝的方式传入线程中去的。

#include <iostream>
#include <thread>
using namespace std;

void func(int &n, string &s)
{
    for(int i=;i <n ;i++)
    {
        cout<<s<<endl;
    }
    n = ;
    s = "america";
}

int main()
{
    int n = ;
    string s = "china";
//    thread t(func,n, s);          //！编译不过，thread无法区分传入的参数
    thread t(func,ref(n), ref(s));        //！正确的传引用的姿势,应该采用std::ref来对变量包装
    t.join();
    return ;

 

----------------------------thread与类成员函数-----------------------------------

　　以上都是通过线程来包装普通的函数。类的成员函数该如何引入线程呢？如下：

1）类外使用线程（推荐）：

#include <iostream>
#include <thread>

using namespace std;

class ThreadTest
{
public:
    ThreadTest()
    {
        cout<<"ThreadTest():"<<this<<endl;
    }
    void func()
    {
        int n = ;
        cout<<"void func(int n):"<<this<<endl;
        while(n++<)
        {
            cout<<"thread in class runtime:"<<n<<endl;
        }
    }
    ~ThreadTest() = default;
};

int main()
{
    ThreadTest test;
    thread t(&ThreadTest::func,test);
    t.join();
    cout<<"Pls observe the difference between the two printed addresses!"<<endl;return ;
}

　　这个函数执行起来显然没什么错误，但是有一个问题：我们构造时对象的内存地址居然与多线程中执行函数地址不一样，要记住这可是该对象的成员函数啊？我们前面已经提到过，不使用std::ref传入线程的变量默认都是以拷贝的方式传入的。两次地址不一样的原因就是如此！要想将该对象的成员函数加入线程，我们应该使用std::ref或者直接传入对象的指针。

#include <iostream>
#include <thread>

using namespace std;

class ThreadTest
{
public:
    ThreadTest()
    {
        cout<<"ThreadTest():"<<this<<endl;
    }
    void func()
    {
        int n = ;
        cout<<"void func(int n):"<<this<<endl;
        while(n++<)
        {
            cout<<"thread in class runtime:"<<n<<endl;
        }
    }
    ~ThreadTest() = default;
};

int main()
{
    ThreadTest test;
//    thread t(&ThreadTest::func,test);             //！对象拷贝
    　 thread t(&ThreadTest::func,std::ref(test));     　　　　　 //！传入引用
    //   thread t(&ThreadTest::func,&test);         //！传入指针;
    t.join();
    cout<<"Please observe the difference between the two printed addresses!"<<endl;return ;
}

2）类内使用线程：

#include <iostream>
#include <thread>
using namespace std;

class ThreadInClass
{
public:
    ThreadInClass(){cout<<"ThreadInClass():"<<this<<endl;}
    ~ThreadInClass() = default;
    void runThread()
    {
        thread t(&ThreadInClass::func,this);
        t.join();
//        t.detach();//使用detach，同样也要保证runThread的生存周期比t要长。
    }
    void func()
    {
        int n = ;
        cout<<"void func(int n):"<<this<<endl;
        while(n++<){
            cout<<"thread in class runtime:"<<n<<endl;
        }
    }
};

int main()
{
    ThreadInClass tic;
    tic.runThread();
}