c++并发编程/多线程 thread 库

系列文章目录

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-进程

进程是运行着的程序

进程内存空间分配：略

如果主进程结束而子进程未结束，则Linux内核会将该子进程的父进程ID改为1(init进程)，

-前言

void funcname(const A& v);

std::thread(funcname, value); // 即使函数的形参是引用类型也会发生拷贝构造，
除非：
void funcname(A& v);
std::thread(funcname, std::ref(value)); // 这样value对象就是主线程中的对象

base类

#include <iostream>
#include <thread>

class Base
{
public:
    int num = 1;  // 类内初始化
    Base() 
    { 
        std::cout << "默认构造函数Base()运行 "
        << " this: " << this << " id= "
        << std::this_thread::get_id() << std::endl;
    }
    Base(const Base& b)
    {
        std::cout << "拷贝构造函数Base(&)"
        << " this: " << this << " id= "
        << std::this_thread::get_id() << std::endl;
    }
    ~Base()
    {
        std::cout << "析构函数~Base()"
        << " this: " << this << " id= "
        << std::this_thread::get_id() << std::endl;
    }
    void operator()(int num)
    {
        std::cout << "运算符重载，子线程执行： "
        << " this: " << this << " id= "
        << std::this_thread::get_id() << std::endl;
    }
    void thdjob(int n);
};

线程执行函数

1. 普通函数

   void thdjob(int n)
   {
       std::cout << "子线程执行：" 
                 << std::this_thread::get_id() 
                 << std::endl;
   }
   

2. 类的成员函数

   void Base::thdjob(int n)
    {
        std::cout << "子线程执行：" 
                  << std::this_thread::get_id() 
                  << std::endl;
    }
   

结果分析

int main()
{
    Base b;
    // 在第一个参数为普通函数的情况下，引用？
    // 当第一个参数为类的成员函数时，则子线程和主线程用的不是同一个对象
    // 若为引用或地址则为同一个对象
    std::thread thd(&Base::thdjob, b, 4);
}

小结，行为总结

• std::thread中，即使线程函数的形参是引用类型也会进行对象拷贝
• std::thread(…)中假定所有实参都为右值

  void thdjob(const Base& b); // 必须是const引用，并且会发生
  

• 无对象拷贝的方式：
  1. 引用

      void thdjob(Base& b);
      // 子线程中的对象b与主线程中的是同一个，自然无对象拷贝
      // 需要确保子线程在使用b时，主线程不会将其销毁
      std::thread th(thdjob, std::ref(b));  // std::ref将b变为引用类型
     

  2. 指针

      void thdjob(Base* b);
      // 用地址传递自然都是同一个对象
      std::thread th(thdjob, &b);
     

• 发生对象拷贝
  1.  2次拷贝，主线程子线程各一次

     void thdjob(Base b);
     std::thread th(thdjob, b);
     

     发生两次对象拷贝，第一次发生在主线程，将b对象拷贝到th，第二次发生在子线程，将th中的右值对象拷贝到形参

     默认构造函数Base()运行  this: 0x7ffcd8b7f014 id= 139770366710720
     ----------
     拷贝构造函数Base(&) this: 0x558e2431d2c8 id= 139770366710720
     拷贝构造函数Base(&) this: 0x7f1ed29fed74 id= 139770359445056
     this: 0x7f1ed29fed74子线程执行：139770359445056
     

  2.  1次拷贝

     // 子线程发生一次对象拷贝
     void thdjob(Base b);
     // std::ref  主线程无拷贝
     std::thread th(thdjob, std::ref(b));
     

     默认构造函数Base()运行  this: 0x7ffd5c67123c id= 139786634453952
     ----------
     拷贝构造函数Base(&) this: 0x7f229c3fed74 id= 139786627053120
     this: 0x7f229c3fed74子线程执行：139786627053120
     

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     ※推荐的方式※

     // 子线程无拷贝
     void thdjob(const Base& b);
     // 主线程进行1次对象拷贝
     std::thread th(thdjob, b);
     

     默认构造函数Base()运行  this: 0x7ffd26fb3764 id= 140183106712512
     ----------
     拷贝构造函数Base(&) this: 0x563e24eee2c8 id= 140183106712512
     this: 0x563e24eee2c8子线程执行：140183099930176
     

     解析：主线程创建b的拷贝，即使主线程结束也是安全的；子线程引用b的拷贝，当子线程结束时负责析构该对象。

-c++11线程对象创建后既不join()也不detach()的后果

c++11中，创建对象(std::thread)后有两种状态：

joinable

nonjoinable

线程对象通过默认构造函数构造后状态为nonjoinable; 线程对象通过有参构造函数创建后状态为join able。joinable状态的线程对象被调用join()或detach()会变为nonjoinable状态。

线程对象析构

// thread类中的析构函数定义:
~thread()
{
    if(nonjoinable){
        std::terminate();
    }
}

线程对象析构时，会判断线程的状态。如果线程处于join able状态时，会调用terminate()函数直接令程序退出。

也就是说，创建一个可运行(创建时传入线程函数)线程对象后，必须对该对象进行处理，要么调用join()要么调用detach()，否则线程对象析构时程序将直接退出。

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附注代码

※推荐的方式※

void testfn(const Base & b)
{
    std::cout << "this = " << &b << " tid = " << std::this_thread::get_id()
              << std::endl;
    usleep(10000000);
    std::cout << b.num << std::endl;
}

void subth()
{
    Base B;
    std::cout << "subth Base B this =  " << &B 
              << " tid = " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
    std::thread th(testfn, B);
    th.detach();
}

int main()
{
  std::cout << "main tid: " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
  std::thread th(subth);
  th.detach();
  std::cout << "main sleep" << std::endl;
  while(1);
}

main tid: 140303695139776
main sleep
默认构造函数Base()运行  this: 0x7f9aff7fed6c id= 140303688267328
subth Base B this =  0x7f9aff7fed6c tid = 140303688267328
拷贝构造函数Base(&) this: 0x7f9af8000b78 id= 140303688267328
析构函数~Base() this: 0x7f9aff7fed6c id= 140303688267328
this = 0x7f9af8000b78 tid = 140303679874624
1
析构函数~Base() this: 0x7f9af8000b78 id= 140303679874624