std::thread 多线程_std::thread创建多个线程-优快云博客

C++11 标准库引入了多线程支持，使得 C++ 程序能够更高效地利用多核处理器。以下是一些关于如何使用 C++11 多线程功能的指导：

1. 线程类 (`std::thread`)

std::thread 类是 C++11 中多线程编程的核心。它允许你创建一个新线程，并在该线程上执行一个可调用对象（如函数、lambda 表达式、函数对象或成员函数指针）。

#include <iostream>
#include <thread>

void threadFunction() {
    std::cout << "Hello from the thread!" << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t(threadFunction); // 创建并启动新线程
    t.join(); // 等待线程完成
    return 0;
}

2. 同步原语

C++11 提供了多种同步原语来协调线程之间的执行。

互斥量 (std::mutex): 用于保护共享数据，防止多个线程同时访问。
锁守护 (std::lock_guard 和 std::unique_lock): 简化互斥量的锁定和解锁操作。
条件变量 (std::condition_variable): 用于线程间的同步，一个线程等待某个条件成立，另一个线程通知条件成立。
原子操作 (std::atomic): 提供无需锁定的原子操作，用于简单的计数器或标志位。
读写锁 (std::shared_timed_mutex 和 std::shared_mutex): 允许多个线程同时读取，但写入时只有一个线程能访问。

3. 线程通信

除了同步原语外，C++11 还提供了其他线程通信机制。

未来 (std::future 和 std::promise): 用于从异步操作中获取结果。
异步 (std::async): 一个高层次的接口，用于启动异步任务并获取结果。

4. 线程安全的数据结构

C++11 标准库中的一些容器和数据结构已经被修改为线程安全的，或者提供了线程安全的版本（如 std::call_once 和 std::once_flag 用于确保某个操作只执行一次）。但是，大多数标准库容器（如 std::vector 和 std::map）本身并不是线程安全的，需要在多线程环境中使用时加锁。

5. 注意事项

避免数据竞争: 确保对共享数据的访问是同步的，以避免未定义行为。
避免死锁: 小心设计锁的使用，以避免两个或多个线程相互等待对方释放锁。
性能考虑: 锁的使用会引入额外的开销，因此应尽量减少锁的持有时间和锁的粒度。
异常安全: 确保在异常发生时，锁能够被正确释放。std::lock_guard 和 std::unique_lock 都提供了异常安全的锁管理。

6. 示例代码

以下是一个使用 std::thread、std::mutex 和 std::lock_guard 的简单示例：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

std::mutex mtx; // 全局互斥量
int sharedData = 0; // 共享数据

void increment() {
    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 锁定互斥量
        ++sharedData; // 安全地修改共享数据
    }
}

int main() {
    std::thread t1(increment); // 创建并启动第一个线程
    std::thread t2(increment); // 创建并启动第二个线程

    t1.join(); // 等待第一个线程完成
    t2.join(); // 等待第二个线程完成

    std::cout << "Final value of sharedData: " << sharedData << std::endl; // 输出最终结果
    return 0;
}