C++:线程(std::thread)

1.创建一个线程

　　创建线程比较简单，使用std的thread实例化一个线程对象就创建完成了，示例：

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

void t1()  //普通的函数，用来执行线程
{
    for (int i = 0; i < 20; ++i)
    {
        cout << "t1111
";
    }
}
void t2()
{
    for (int i = 0; i < 20; ++i)
    {
        cout << "t22222
";
    }
}
int main()
{
    thread th1(t1);  //实例化一个线程对象th1，使用函数t1构造，然后该线程就开始执行了（t1()）
    thread th2(t2);

    cout << "here is main

";

    return 0;
}

　　不过这个示例是有问题的，因为在创建了线程后线程开始执行，但是主线程main()并没有停止脚步，仍然继续执行然后退出，此时线程对象还是joinable的，线程仍然存在但指向它的线程对象已经销毁，所以会抛出异常。

　　那么该如何保证子线程执行完了退出后再退出主线程呢？

2.thread::join()

　　使用join接口可以解决上述问题，join的作用是让主线程等待直到该子线程执行结束，示例：

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

void t1()
{
    for (int i = 0; i < 20; ++i)
    {
        cout << "t1111
";
    }
}
void t2()
{
    for (int i = 0; i < 20; ++i)
    {
        cout << "t22222
";
    }
}
int main()
{
    thread th1(t1);
    thread th2(t2);
    
    th1.join(); //等待th1执行完
    th2.join(); //等待th2执行完

    cout << "here is main

";

    return 0;
}

　　此时就可以正常地执行子线程了，同时注意最后一个输出，说明了main是等待子线程结束才继续执行的

　　需要注意的是线程对象执行了join后就不再joinable了，所以只能调用join一次。

3.thread::detach()

　　(1.)中提到的问题，还可以使用detach来解决，detach是用来和线程对象分离的，这样线程可以独立地执行，不过这样由于没有thread对象指向该线程而失去了对它的控制，当对象析构时线程会继续在后台执行，但是当主程序退出时并不能保证线程能执行完。如果没有良好的控制机制或者这种后台线程比较重要，最好不用detach而应该使用join。

int main()
{
    thread th1(t1);
    thread th2(t2);
    
    th1.detach();
    th2.detach();

    cout << "here is main

";

    return 0;
}

　　由结果可见线程并没有执行完而退出：

4.mutex

　　头文件是<mutex>，mutex是用来保证线程同步的，防止不同的线程同时操作同一个共享数据。

int cnt = 20;
mutex m;
void t1()
{
    while (cnt > 0)
    {    
        m.lock();
        
        if (cnt > 0)
        {
            --cnt;
            cout << cnt << endl;
        }

        m.unlock();
    }
}
void t2()
{
    while (cnt > 0)
    {
        m.lock();
        
        if (cnt > 0)
        {
            --cnt;
            cout << cnt << endl;
        }

        m.unlock();
    }
}
int main()
{
    
    thread th1(t1);
    thread th2(t2);
    
    th1.join();
    th2.join();

    return 0;
}

　　运行结果，cnt是依次递减的，没有因为多线程而打乱次序：

　　但是使用mutex是不安全的，当一个线程在解锁之前异常退出了，那么其它被阻塞的线程就无法继续下去。

5.std::lock_guard

　　使用lock_guard则相对安全，它是基于作用域的，能够自解锁，当该对象创建时，它会像m.lock()一样获得互斥锁，当生命周期结束时，它会自动析构(unlock)，不会因为某个线程异常退出而影响其他线程。示例：

int cnt = 20;
mutex m;
void t1()
{
    while (cnt > 0)
    {    
        lock_guard<mutex> lockGuard(m);
        if (cnt > 0)
        {
            --cnt;
            cout << cnt << endl;
        }
        
    }
}
void t2()
{
    while (cnt > 0)
    {
        lock_guard<mutex> lockGuard(m);
        if (cnt > 0)
        {
            --cnt;
            cout << cnt << endl;
        }
    
    }
}