std::thread() 多线程使用及其同步操作

在声明一个std::thread对象之后，都可以使用detach和join函数来启动被调线程，区别在于两者是否阻塞主调线程。

（1）当使用join()函数时，主调线程阻塞，等待被调线程终止，然后主调线程回收被调线程资源，并继续运行；

（2）当使用detach()函数时，主调线程继续运行，被调线程驻留后台运行，主调线程无法再取得该被调线程的控制权。当主调线程结束时，由运行时库负责清理与被调线程相关的资源。

 

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：

 

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：

 

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：

 

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：

 

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：

 

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：