C++使用thread类多线程编程

版权声明：本文转载自-牧野-的博客，原文地址：http://blog.youkuaiyun.com/dcrmg/article/details/53912941。

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C++11中引入了一个用于多线程操作的thread类，简单多线程示例：

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1. #include <iostream>  
2. #include <thread>  
3. #include <Windows.h>  
4.   
5. using namespace std;  
6.   
7. void thread01()  
8. {  
9.     for (int i = 0; i < 5; i++)  
10.     {  
11.         cout << "Thread 01 is working ！" << endl;  
12.         Sleep(100);  
13.     }  
14. }  
15. void thread02()  
16. {  
17.     for (int i = 0; i < 5; i++)  
18.     {  
19.         cout << "Thread 02 is working ！" << endl;  
20.         Sleep(200);  
21.     }  
22. }  
23.   
24. int main()  
25. {  
26.     thread task01(thread01);  
27.     thread task02(thread02);  
28.     task01.join();  
29.     task02.join();  
30.   
31.     for (int i = 0; i < 5; i++)  
32.     {  
33.         cout << "Main thread is working ！" << endl;  
34.         Sleep(200);  
35.     }  
36.     system("pause");  
37. }  

输出：

两个子线程并行执行，join函数会阻塞主流程，所以子线程都执行完成之后才继续执行主线程。可以使用detach将子线程从主流程中分离，独立运行，不会阻塞主线程：

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1. #include <iostream>  
2. #include <thread>  
3. #include <Windows.h>  
4.   
5. using namespace std;  
6.   
7. void thread01()  
8. {  
9.     for (int i = 0; i < 5; i++)  
10.     {  
11.         cout << "Thread 01 is working ！" << endl;  
12.         Sleep(100);  
13.     }  
14. }  
15. void thread02()  
16. {  
17.     for (int i = 0; i < 5; i++)  
18.     {  
19.         cout << "Thread 02 is working ！" << endl;  
20.         Sleep(200);  
21.     }  
22. }  
23.   
24. int main()  
25. {  
26.     thread task01(thread01);  
27.     thread task02(thread02);  
28.     task01.detach();  
29.     task02.detach();  
30.   
31.     for (int i = 0; i < 5; i++)  
32.     {  
33.         cout << "Main thread is working ！" << endl;  
34.         Sleep(200);  
35.     }  
36.     system("pause");  
37. }  

输出：

使用detach的主线程和两个子线程并行执行。

带参子线程

在绑定的时候也可以同时给带参数的线程传入参数：

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1. #include <iostream>  
2. #include <thread>  
3. #include <Windows.h>  
4.   
5. using namespace std;  
6.   
7. //定义带参数子线程  
8. void thread01(int num)  
9. {  
10.     for (int i = 0; i < num; i++)  
11.     {  
12.         cout << "Thread 01 is working ！" << endl;  
13.         Sleep(100);  
14.     }  
15. }  
16. void thread02(int num)  
17. {  
18.     for (int i = 0; i < num; i++)  
19.     {  
20.         cout << "Thread 02 is working ！" << endl;  
21.         Sleep(200);  
22.     }  
23. }  
24.   
25. int main()  
26. {  
27.     thread task01(thread01, 5);  //带参数子线程  
28.     thread task02(thread02, 5);  
29.     task01.detach();  
30.     task02.detach();  
31.   
32.     for (int i = 0; i < 5; i++)  
33.     {  
34.         cout << "Main thread is working ！" << endl;  
35.         Sleep(200);  
36.     }  
37.     system("pause");  
38. }  

输出跟上例输出一样：

多线程数据竞争

多个线程同时对同一变量进行操作的时候，如果不对变量做一些保护处理，有可能导致处理结果异常：

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1. #include <iostream>  
2. #include <thread>  
3. #include <Windows.h>  
4.   
5. using namespace std;  
6.   
7. int totalNum = 100;  
8.   
9. void thread01()  
10. {  
11.     while (totalNum > 0)  
12.     {  
13.         cout << totalNum << endl;  
14.         totalNum--;  
15.         Sleep(100);  
16.     }  
17. }  
18. void thread02()  
19. {  
20.     while (totalNum > 0)  
21.     {  
22.         cout << totalNum << endl;  
23.         totalNum--;  
24.         Sleep(100);  
25.     }  
26. }  
27.   
28. int main()  
29. {  
30.     thread task01(thread01);  
31.     thread task02(thread02);  
32.     task01.detach();  
33.     task02.detach();  
34.     system("pause");  
35. }  

输出结果（部分）：

有两个问题，一是有很多变量被重复输出了，而有的变量没有被输出；二是正常情况下每个线程输出的数据后应该紧跟一个换行符，但这里大部分却是另一个线程的输出。

这是由于第一个线程对变量操作的过程中，第二个线程也对同一个变量进行各操作，导致第一个线程处理完后的输出有可能是线程二操作的结果。针对这种数据竞争的情况，可以使用线程互斥对象mutex保持数据同步。

mutex类的使用需要包含头文件mutex：

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1. #include <iostream>  
2. #include <thread>  
3. #include <Windows.h>  
4. #include <mutex>  
5.   
6. using namespace std;  
7.   
8. mutex mu;  //线程互斥对象  
9.   
10. int totalNum = 100;  
11.   
12. void thread01()  
13. {  
14.     while (totalNum > 0)  
15.     {  
16.         mu.lock(); //同步数据锁  
17.         cout << totalNum << endl;  
18.         totalNum--;  
19.         Sleep(100);  
20.         mu.unlock();  //解除锁定  
21.     }  
22. }  
23. void thread02()  
24. {  
25.     while (totalNum > 0)  
26.     {  
27.         mu.lock();  
28.         cout << totalNum << endl;  
29.         totalNum--;  
30.         Sleep(100);  
31.         mu.unlock();  
32.     }  
33. }  
34.   
35. int main()  
36. {  
37.     thread task01(thread01);  
38.     thread task02(thread02);  
39.     task01.detach();  
40.     task02.detach();  
41.     system("pause");  
42. }  

多线程中加入mutex互斥对象之后输出正常：