《C++避坑神器·十九》C++多线程使用,啥也不懂看它就对了

本文详细介绍了C++11中的线程库,包括并发与并行的区别,多进程和多线程的概念,以及如何使用join()和detach处理线程生命周期。重点讲解了线程同步机制(mutex和lock_guard),以及线程函数参数传递和成员函数调用的注意事项。

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C11后有了标准的线程库:

#include <thread>

并发
是指多个线程任务在同一个CPU上快速地轮换执行,由于切换的速度非常快,给人的感觉就是这些线程任务是在同时进行的,但其实并发只是一种逻辑上的同时进行;
并行
是指多个线程任务在不同CPU上同时进行,是真正意义上的同时执行

多进程是指操作系统能同时运行多个任务(程序)。
多线程是指在同一程序中有多个顺序流在执行。
进程是资源分配的最小单位,线程是CPU调度的最小单位,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程。

在这里插入图片描述
注意:如果想要两个不同的线程调用同一函数,可以thread th1(fun1),thread th2(fun1),这样相当于同一时间有两个fun1方法在同步执行。

带参数写法:

void fun3(int i)
{
	//	多线程任务
}

 thread th3(fun3, 10);  //带参数

1、最后为啥要加join()?这里创建了两个线程,还有个主线程,三个线程各自走各自的互不干扰,当主线程走完时,这两个线程可能还没走完,即线程仍然存在,又由于线程的对象是在主线程创建的,主线程走完,线程对象便销毁,但子线程还存在这就导致崩溃。所以最后要加join让主线程先等子线程走完在结束。(调用了join子线程不在执行,join只能调用一次),join会阻塞当前线程,所以主线程先走到join这就被阻塞,等待子线程执行完join才会继续走。注意在调用join之前记得给子线程一个出口让死循环结束。
2、上述问题还可以用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。

在这里插入图片描述
简单说join会阻塞当前线程,detach不会阻塞当前线程

在这里插入图片描述
有个注意点:线程可以有返回值,上面操作可以这样做

thread th1;  
th1 = thread(fun1);

有些线程没有被创建或者已经被join/detach,就不能再次被join/detach,可以用joinable()判断当前线程是否可以被join/detach

线程同步:
头文件是,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。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
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。
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。
在这里插入图片描述
lock_guard作用域取决于其所在区域,如果是栈内存,也其作用域是其最近的一对花括号,如果是堆内存,其生命周期取决于手动释放的时机,总之,就是和普通对象的生命周期相同。构造的时候加锁,析构的时候自动释放。
注意:虽然多个线性进入t1()都会创建一个新的lock_guard锁对象,但m全局是一份,所以多个线程走到lockGuard(m)全部都会阻塞,直到某个线程走完lockGuard(m)下面的部分,才会让一个新的线程进来,其他线程继续阻塞。

线程函数的参数怎么传递引用:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
前两个传入线程函数的num是原num的一份拷贝,不是num本身,所以num本身的值不会变(第二种在VS里报错,如果线程函数参数是引用,传参也必须是引用传递)

线程函数是成员函数:
在这里插入图片描述
第一个参数为成员函数指针,需要加作用域, 第二个参数为对象指针,从第三个参数开始是成员函数参数传递。

注意:第一个参数可以把成员函数设为静态成员函数就不需要加作用域,直接传函数指针, 这样就没有第二个参数,但第三个参数需要传(静态成员函数实际是加了访问控制权限的全局函数,不属于类的对象)

thread m_thread = thread(do_some_work, 20);

线程锁需要注意的问题:
(1)线程锁可以设置静态或者全局变量,不管多线程创建几个对象,静态和全局都是一个,所有线程共享
(2)线程锁不能设成成员变量,因为一旦多线程同时创建多个对象时,线程锁就是多个,不是同一份

在这里插入图片描述

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