C++ 并发实战读后笔记（一）

thread 构造函数中值得关注的细节

​ 我们都知道，在 C++ 中 std::thread 的构造函数接受一个可调用对象，若该对象带有参数，则我们也要在线程的构造函数中传递这些实参。

​ 由于 std::thread 的构造函数首先会 copy/move 我们传入的实参到其内部存储空间，然后利用该临时的副本传递给线程关联的函数。这一过程有一些细节值得关注。通过可调用对象的参数传递规则，我们讨论如下：

• 值传递

​ 通常我们习惯于将实参以变量形式传递，故其值类别为左值。因此在调用 std::thread 构造函数时，首先会在其内部存储空间执行一次拷贝构造，得到的临时副本视为右值，然后将其传递给目标函数。

void func(X x){} // 调用一次移动构造（如果有，否则拷贝）

int main(int argc, char const* argv[])
{
    X x(init_value);
    std::thread t1(func, x); // 调用一次拷贝构造
}

​ 上述代码执行了一次拷贝，一个移动。由于拷贝的开销大，我们能不能避免拷贝构造的发生呢？当然可以，我们使用 std::move 的移动语义即可，也就是用 std::move() 包裹 x。这样 thread 在其内部存储空间就只会使用移动构造了。

• 左值引用

​ 如果函数形参是左值引用，如果你仅仅将上述代码中函数形参添加一个&，其余原封不动，那么你的代码编译会失败。思考一下原因？很简单吧，一个左值引用的形参无法绑定到一个右值实参上。所以我们得想办法让这个实参成为左值，C++ 11 提供给我们一个包装函数——std::ref()，我们用其给 x 包装下，那么传入到 func 函数中的便不是临时的副本，而是 x 的引用！这正是 C++ 并发实战书上所提到的，但是一部分基础较差的读者马上会问，thread 拷贝 std::ref(x) 到其存储空间得到的是什么？如果你还说是 X 的一个临时对象，那你就没真的理解引用。拷贝引用不会执行任何构造函数，它仅仅是将源对象的地址复制了一份，想想下面的代码，执行一下，看看会不会调用拷贝构造？

class X{...}; // 定义了拷贝构造

X x;
X & a = x; // a 是 x 的别名
X & b = a; // b 也是 x 的别名，a，b都保存着 x 的地址

​ 好了让我们回归正题，如果函数形参是左值引用，那么我们将代码修改为：

void func(X& x){}

int main(int argc, char const* argv[])
{
    X x(init_value);
    std::thread t1(func, std::ref(x));
}

​ 上述代码不执行拷贝/移动构造，这与值传递有很大区别。

• 右值引用

​ 如果目标函数的形参是右值引用，我们无需对 std::thread 构造函数中的实参做任何修改。编译器允许右值引用绑定到std::thread 所拷贝的临时副本，但如果我们希望避免拷贝或类中删除了拷贝构造函数，则可以继续使用 std::move。

void func(X&& x){}

int main(int argc, char const* argv[])
{
    X x(init_value);
    std::thread t1(func, x); // 如果不支持拷贝，则使用 std::move(x)
}

​ 最后贴出测试代码：

#include <iostream>
#include <thread>

const int init_value = 1;

class X
{
public:
	X() = default;
	~X() = default;
	explicit X(size_t value) : value_(value) {}

	// 拷贝构造函数
	X(const X& other) : value_(other.value_)
	{
		std::cout << "copy constructor called.\n";
	};

	// 移动构造函数
	X(X&& other) noexcept
		: value_(other.value_)
	{
		std::cout << "move constructor called.\n";
	}

	size_t value_;
};

void func(X x)
{
	x.value_ = 0;
}

int main(int argc, char const* argv[])
{


	X x(init_value);

	std::thread t1(func, x);
	t1.join();

	std::cout << (x.value_ == init_value
		? "x is not changed!"
		: "x is changed!")
		<< std::endl;

	return 0;
}