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<atomic>：该头文主要声明了两个类, std::atomic 和 std::atomic_flag，另外还声明了一套 C 风格的原子类型和与 C 兼容的原子操作的函数。
<thread>：该头文件主要声明了 std::thread 类，另外 std::this_thread 命名空间也在该头文件中。
<mutex>：该头文件主要声明了与互斥量(mutex)相关的类，包括 std::mutex 系列类，std::lock_guard, std::unique_lock, 以及其他的类型和函数。
<condition_variable>：该头文件主要声明了与条件变量相关的类，包括 std::condition_variable 和 std::condition_variable_any。
<future>：该头文件主要声明了 std::promise, std::package_task 两个 Provider 类，以及 std::future 和 std::shared_future 两个 Future 类，另外还有一些与之相关的类型和函数，std::async() 函数就声明在此头文件中。

std::thread "Hello world"

下面是一个最简单的使用 std::thread 类的例子：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <iostream> // std::cout#include <thread>   // std::threadvoid thread_task() {    std::cout << "hello thread" << std::endl;}/* * ===  FUNCTION  ========================================================= *         Name:  main *  Description:  program entry routine. * ======================================================================== */int main(int argc, const char *argv[]){    std::thread t(thread_task);    t.join();    return EXIT_SUCCESS;}  /* ----------  end of function main  ---------- */

Makefile 如下：

all:ThreadCC=g++CPPFLAGS=-Wall -std=c++11 -ggdbLDFLAGS=-pthreadThread:Thread.o    $(CC) $(LDFLAGS) -o $@ $^Thread.o:Thread.cc    $(CC) $(CPPFLAGS) -o $@ -c $^.PHONY:    cleanclean:    rm Thread.o Thread

注意在 Linux GCC4.6 环境下，编译时需要加 -pthread，否则执行时会出现：

$ ./Threadterminate called after throwing an instance of 'std::system_error'  what():  Operation not permittedAborted (core dumped)

原因是 GCC 默认没有加载 pthread 库，据说在后续的版本中可以不用在编译时添加 -pthread 选项。

更多的有关 C++11 Concurrency 的介绍将在后续的一系列博客中写出，希望自己勤快一点吧 ;-)

C++11 并发指南二(std::thread 详解)

上一篇博客《C++11 并发指南一(C++11 多线程初探)》中只是提到了 std::thread 的基本用法，并给出了一个最简单的例子，本文将稍微详细地介绍 std::thread 的用法。

std::thread 在 <thread> 头文件中声明，因此使用 std::thread 时需要包含 <thread> 头文件。

std::thread 构造

default (1)	thread() noexcept;
initialization (2)	template <class Fn, class... Args>explicit thread (Fn&& fn, Args&&... args);
copy [deleted] (3)	thread (const thread&) = delete;
move (4)	thread (thread&& x) noexcept;

(1). 默认构造函数，创建一个空的 thread 执行对象。
(2). 初始化构造函数，创建一个 thread对象，该 thread对象可被 joinable，新产生的线程会调用 fn 函数，该函数的参数由 args 给出。
(3). 拷贝构造函数(被禁用)，意味着 thread 不可被拷贝构造。
(4). move 构造函数，move 构造函数，调用成功之后 x 不代表任何 thread 执行对象。
注意：可被 joinable 的 thread 对象必须在他们销毁之前被主线程 join 或者将其设置为 detached.

std::thread 各种构造函数例子如下（参考）：

#include <iostream>#include <utility>#include <thread>#include <chrono>#include <functional>#include <atomic> void f1(int n){    for (int i = 0; i < 5; ++i) {        std::cout << "Thread " << n << " executing\n";        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));    }} void f2(int& n){    for (int i = 0; i < 5; ++i) {        std::cout << "Thread 2 executing\n";        ++n;        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));    }} int main(){    int n = 0;    std::thread t1; // t1 is not a thread    std::thread t2(f1, n + 1); // pass by value    std::thread t3(f2, std::ref(n)); // pass by reference    std::thread t4(std::move(t3)); // t4 is now running f2(). t3 is no longer a thread    t2.join();    t4.join();    std::cout << "Final value of n is " << n << '\n';}

move 赋值操作

move (1)	thread& operator= (thread&& rhs) noexcept;
copy [deleted] (2)	thread& operator= (const thread&) = delete;

(1). move 赋值操作，如果当前对象不可 joinable，需要传递一个右值引用(rhs)给 move 赋值操作；如果当前对象可被 joinable，则 terminate() 报错。
(2). 拷贝赋值操作被禁用，thread 对象不可被拷贝。

请看下面的例子：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <chrono>    // std::chrono::seconds#include <iostream>  // std::cout#include <thread>    // std::thread, std::this_thread::sleep_forvoid thread_task(int n) {    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(n));    std::cout << "hello thread "        << std::this_thread::get_id()        << " paused " << n << " seconds" << std::endl;}/* * ===  FUNCTION  ========================================================= *         Name:  main *  Description:  program entry routine. * ======================================================================== */int main(int argc, const char *argv[]){    std::thread threads[5];    std::cout << "Spawning 5 threads...\n";    for (int i = 0; i < 5; i++) {        threads[i] = std::thread(thread_task, i + 1);    }    std::cout << "Done spawning threads! Now wait for them to join\n";    for (auto& t: threads) {        t.join();    }    std::cout << "All threads joined.\n";    return EXIT_SUCCESS;}  /* ----------  end of function main  ---------- */

其他成员函数

get_id

获取线程 ID。

joinable

检查线程是否可被 join。

join

Join 线程。

detach

Detach 线程

swap

Swap 线程。

native_handle

返回 native handle。

hardware_concurrency [static]

检测硬件并发特性。

C++11 并发指南三(std::mutex 详解)

上一篇《C++11 并发指南二(std::thread 详解)》中主要讲到了 std::thread 的一些用法，并给出了两个小例子，本文将介绍 std::mutex 的用法。

Mutex 又称互斥量，C++ 11中与 Mutex 相关的类（包括锁类型）和函数都声明在 <mutex> 头文件中，所以如果你需要使用 std::mutex，就必须包含 <mutex> 头文件。

<mutex> 头文件介绍

Mutex 系列类(四种)

std::mutex，最基本的 Mutex 类。
std::recursive_mutex，递归 Mutex 类。
std::time_mutex，定时 Mutex 类。
std::recursive_timed_mutex，定时递归 Mutex 类。

Lock 类（两种）

std::lock_guard，与 Mutex RAII 相关，方便线程对互斥量上锁。
std::unique_lock，与 Mutex RAII 相关，方便线程对互斥量上锁，但提供了更好的上锁和解锁控制。

其他类型

std::once_flag
std::adopt_lock_t
std::defer_lock_t
std::try_to_lock_t

函数

std::try_lock，尝试同时对多个互斥量上锁。
std::lock，可以同时对多个互斥量上锁。
std::call_once，如果多个线程需要同时调用某个函数，call_once 可以保证多个线程对该函数只调用一次。

std::mutex 介绍

下面以 std::mutex 为例介绍 C++11 中的互斥量用法。

std::mutex 是C++11 中最基本的互斥量，std::mutex 对象提供了独占所有权的特性——即不支持递归地对 std::mutex 对象上锁，而 std::recursive_lock 则可以递归地对互斥量对象上锁。

std::mutex 的成员函数

构造函数，std::mutex不允许拷贝构造，也不允许 move 拷贝，最初产生的 mutex 对象是处于 unlocked 状态的。
lock()，调用线程将锁住该互斥量。线程调用该函数会发生下面 3 种情况：(1). 如果该互斥量当前没有被锁住，则调用线程将该互斥量锁住，直到调用 unlock之前，该线程一直拥有该锁。(2). 如果当前互斥量被其他线程锁住，则当前的调用线程被阻塞住。(3). 如果当前互斥量被当前调用线程锁住，则会产生死锁(deadlock)。
unlock()，解锁，释放对互斥量的所有权。
try_lock()，尝试锁住互斥量，如果互斥量被其他线程占有，则当前线程也不会被阻塞。线程调用该函数也会出现下面 3 种情况，(1). 如果当前互斥量没有被其他线程占有，则该线程锁住互斥量，直到该线程调用 unlock 释放互斥量。(2). 如果当前互斥量被其他线程锁住，则当前调用线程返回 false，而并不会被阻塞掉。(3). 如果当前互斥量被当前调用线程锁住，则会产生死锁(deadlock)。

下面给出一个与 std::mutex 的小例子（参考）

#include <iostream>       // std::cout#include <thread>         // std::thread#include <mutex>          // std::mutexvolatile int counter(0); // non-atomic counterstd::mutex mtx;           // locks access to countervoid attempt_10k_increases() {    for (int i=0; i<10000; ++i) {        if (mtx.try_lock()) {   // only increase if currently not locked:            ++counter;            mtx.unlock();        }    }}int main (int argc, const char* argv[]) {    std::thread threads[10];    for (int i=0; i<10; ++i)        threads[i] = std::thread(attempt_10k_increases);    for (auto& th : threads) th.join();    std::cout << counter << " successful increases of the counter.\n";    return 0;}

std::recursive_mutex 介绍

std::recursive_mutex 与 std::mutex 一样，也是一种可以被上锁的对象，但是和 std::mutex 不同的是，std::recursive_mutex 允许同一个线程对互斥量多次上锁（即递归上锁），来获得对互斥量对象的多层所有权，std::recursive_mutex 释放互斥量时需要调用与该锁层次深度相同次数的 unlock()，可理解为 lock() 次数和 unlock() 次数相同，除此之外，std::recursive_mutex 的特性和 std::mutex 大致相同。

std::time_mutex 介绍

std::time_mutex 比 std::mutex 多了两个成员函数，try_lock_for()，try_lock_until()。

try_lock_for 函数接受一个时间范围，表示在这一段时间范围之内线程如果没有获得锁则被阻塞住（与 std::mutex 的 try_lock() 不同，try_lock 如果被调用时没有获得锁则直接返回 false），如果在此期间其他线程释放了锁，则该线程可以获得对互斥量的锁，如果超时（即在指定时间内还是没有获得锁），则返回 false。

try_lock_until 函数则接受一个时间点作为参数，在指定时间点未到来之前线程如果没有获得锁则被阻塞住，如果在此期间其他线程释放了锁，则该线程可以获得对互斥量的锁，如果超时（即在指定时间内还是没有获得锁），则返回 false。

下面的小例子说明了 std::time_mutex 的用法（参考）。

#include <iostream>       // std::cout#include <chrono>         // std::chrono::milliseconds#include <thread>         // std::thread#include <mutex>          // std::timed_mutexstd::timed_mutex mtx;void fireworks() {  // waiting to get a lock: each thread prints "-" every 200ms:  while (!mtx.try_lock_for(std::chrono::milliseconds(200))) {    std::cout << "-";  }  // got a lock! - wait for 1s, then this thread prints "*"  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));  std::cout << "*\n";  mtx.unlock();}int main (){  std::thread threads[10];  // spawn 10 threads:  for (int i=0; i<10; ++i)    threads[i] = std::thread(fireworks);  for (auto& th : threads) th.join();  return 0;}

std::recursive_timed_mutex 介绍

和 std:recursive_mutex 与 std::mutex 的关系一样，std::recursive_timed_mutex 的特性也可以从 std::timed_mutex 推导出来，感兴趣的同鞋可以自行查阅。 ;-)

std::lock_guard 介绍

与 Mutex RAII 相关，方便线程对互斥量上锁。例子（参考）:

#include <iostream>       // std::cout#include <thread>         // std::thread#include <mutex>          // std::mutex, std::lock_guard#include <stdexcept>      // std::logic_errorstd::mutex mtx;void print_even (int x) {    if (x%2==0) std::cout << x << " is even\n";    else throw (std::logic_error("not even"));}void print_thread_id (int id) {    try {        // using a local lock_guard to lock mtx guarantees unlocking on destruction / exception:        std::lock_guard<std::mutex> lck (mtx);        print_even(id);    }    catch (std::logic_error&) {        std::cout << "[exception caught]\n";    }}int main (){    std::thread threads[10];    // spawn 10 threads:    for (int i=0; i<10; ++i)        threads[i] = std::thread(print_thread_id,i+1);    for (auto& th : threads) th.join();    return 0;}

std::unique_lock 介绍

与 Mutex RAII 相关，方便线程对互斥量上锁，但提供了更好的上锁和解锁控制。例子（参考）：

#include <iostream>       // std::cout#include <thread>         // std::thread#include <mutex>          // std::mutex, std::unique_lockstd::mutex mtx;           // mutex for critical sectionvoid print_block (int n, char c) {    // critical section (exclusive access to std::cout signaled by lifetime of lck):    std::unique_lock<std::mutex> lck (mtx);    for (int i=0; i<n; ++i) {        std::cout << c;    }    std::cout << '\n';}int main (){    std::thread th1 (print_block,50,'*');    std::thread th2 (print_block,50,'$');    th1.join();    th2.join();    return 0;}

好了，本文暂时讲到这里，还剩下 std::try_lock，std::lock，std::call_once 三个函数没有讲到，留在下一篇博客中讲吧 ;-)

C++11 并发指南三(Lock 详解)

在《C++11 并发指南三(std::mutex 详解)》一文中我们主要介绍了 C++11 标准中的互斥量(Mutex)，并简单介绍了一下两种锁类型。本节将详细介绍一下 C++11 标准的锁类型。

C++11 标准为我们提供了两种基本的锁类型，分别如下：

std::lock_guard，与 Mutex RAII 相关，方便线程对互斥量上锁。
std::unique_lock，与 Mutex RAII 相关，方便线程对互斥量上锁，但提供了更好的上锁和解锁控制。

另外还提供了几个与锁类型相关的 Tag 类，分别如下:

std::adopt_lock_t，一个空的标记类，定义如下：

 
         struct  
         adopt_lock_t {};

该类型的常量对象adopt_lock（adopt_lock 是一个常量对象，定义如下：

constexpr