C++ —— std::call_once() 和 native_handle()

示例代码

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

void once_func (const int n, const string& s) {
    cout << "***once_func*** n = " << n << ", s = " << s << endl;
}

void func (int n, const string& s) {
    once_func(111, "once_func");
    for (int i = 1; i <= 3; i++) {
        cout << "***func*** No." << i << ", n = " << n << ", s = " << s << endl;
        this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
    }
}

int main () {
    thread t1(func, 1, "t1111111111");
    thread t2(func, 2, "t2222222222");

    t1.join();
    t2.join();

    return 0;
}

运行效果：

once_func n = 111, s = once_func
func No.1, n = 2, s = t2222222222
once_func n = 111, s = once_func
func No.1, n = 1, s = t1111111111
func No.2, n = 2, s = t2222222222
func No.2, n = 1, s = t1111111111
func No.3, n = 2, s = t2222222222
func No.3, n = 1, s = t1111111111

示例代码中，函数func()里面会调用函数once_func()。
那么利用func创建两个线程t1、t2，once_func()这个函数也就会被调两次。

需求

如何在创建多个线程的情况下，也只调用一次once_func()函数呢？

std::call_once() 函数

利用std命名空间中的call_once()函数。
调整后的代码如下：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex> // std::once_flag 和 std::call_once() 需要包含的头文件
using namespace std;

once_flag onceflag; // once_flag 全局变量，本质是取值为0和1的锁。

// 在线程中只执行一次的函数
void once_func (const int n, const string& s) {
    cout << "***once_func*** n = " << n << ", s = " << s << endl;
}

void func (int n, const string& s) {
    // 在线程的任务函数中，不能直接调用 once_func()，否则会出错
    // 用call_once() 调用 once_func()，确保它在多个线程中只执行一次
    call_once(onceflag, once_func, 111, "once_func");
    for (int i = 1; i <= 3; i++) {
        cout << "***func*** No." << i << ", n = " << n << ", s = " << s << endl;
        this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
    }
}

int main () {
    thread t1(func, 1, "t1111111111");
    thread t2(func, 2, "t2222222222");

    t1.join();
    t2.join();

    return 0;
}

运行结果：

once_func n = 111, s = once_func
func No.1, n = 1, s = t1111111111
func No.1, n = 2, s = t2222222222
func No.2, n = 1, s = t1111111111
func No.2, n = 2, s = t2222222222
func No.3, n = 1, s = t1111111111
func No.3, n = 2, s = t2222222222

native_handle()

native_handle()是C++标准库中某些类（如线程、互斥锁、文件流等）的成员函数，用于返回与对象关联的底层操作系统资源的句柄。这个句柄的具体类型和含义取决于平台和对象类型。

主要用途

• 与操作系统API直接交互
• 实现标准库未提供的功能
• 调试或监控底层资源

需求

在线程运行的过程中终止线程。例如，主线程运行5秒后退出，子线程运行10秒才退出。在子线程运行的过程中终止子线程。
可以使用pthread_cancel()函数，示例代码：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <pthread.h> // Linux的pthread库头文件
using namespace std;

// 线程任务函数
void func () {
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        cout << "i = " << i << endl;
        this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
    }
}

int main () {
    thread t(func);
    this_thread::sleep_for(chrono::seconds(5));
    
    pthread_t thid = t.native_handle(); // 获取Linux操作系统原生的线程句柄
    pthread_cancel(thid); // 取消线程

    t.join();
    
    return 0;
}
// pthread_cancel()需要一个参数，即线程的ID。
// 这个ID跟C++11的线程id不一样
// native_handle()这个函数的返回值就是这个id
// native_handle()函数可以获取到Linux操作系统原生的线程句柄

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