C++–多线程

C++–多线程

并发：多个任务同时进行（一个程序同时执行多个独立的任务），可提高性能
进程：可执行程序运行起来，操作系统分配资源的基本单位。
线程：每个进程都有个唯一主线程，主线程执行main函数，主线程生命周期和进程一致
线程可以理解为一条代码的执行道路。
多线程（并发）：单个进程创建多个线程，一个进程所有线程共享地址空间（共享内存，开销更少，需考虑数据一致性问题）【每个线程都需要独立的堆栈空间（1M），线程之间切换需要保存中间状态】
多进程（并发）：服务器进程之间的通信【同一服务器：管道、文件、消息队列、共享内存；
不同服务器：socket通信】

线程创建 std::thread

1.线程的开始和结束
// 主函数从main()开始执行,创建线程要从一个函数开始运行，函数运行结束
// 一般情况下主线程执行完毕，子线程还没有执行完毕，这些子线程会被操作系统强行终止
// 需要保持子线程运行状态的话，要让主线程一直保持运行
// 也存在例外情况，detach主线程不和子线程汇合，主线程先走一步了

#include <iostream>
#include <thread>

using namespace std;

// 创建线程从函数开始运行
void myPrint()
{
   
	cout << "我的线程开始执行了..." << endl;
	cout << "我的线程执行结束了..." << endl;
}

int main()
{
   
	// 创建了线程，线程执行起点myPrint，线程开始执行
	thread mytobj(myPrint);  // myPrint可调用对象

	// 阻塞主线程，让主线程等待子线程执行完毕，然后子线程和主线程汇合
	mytobj.join();
	
	cout << "Hello cpp!" << endl;

	return 0;
}

 detach
// 一旦detach，与这个主线程关联的thread对象就失去关联，子线程驻留后台运行
// 相当于被C++运行时库接管，当子线程执行完成，由运行时库负责清理线程相关资源（守护线程）

thread mytobj(myPrint);
mytobj.detach();

// joinable判断是否可以成功使用join或detach

if (mytobj.joinable())
{
   
	cout << "join可用" << endl;
}

// 	2.其他线程创建方式：类

class CTest
{
   
public:
	CTest(int& i) : m_i(i)
	{
   
		cout << "CTest构造函数被执行了" << endl;
	}
	CTest(const CTest& ct) : m_i(ct.m_i)
	{
   
		cout << "CTest拷贝构造函数被执行了" << endl;
	}
	~CTest()
	{
   
		cout << "~CTest析构函数被执行了" << endl;
	}

	void operator()()
	{
   
		cout << "m_i的值为：" << m_i << endl;
	}
private:
	int &m_i;
};

int myint = 10;
CTest ct(myint);
thread mytobj2(ct);
mytobj2.join();

// mytobj2.detach();  
// 容易产生不可预料的结果，传引用myint被主线程释放
// ct对象是被拷贝构造到了线程中，主线程ct对象销毁后，不存在问题，会析构两次

//  3.其他线程创建方式：lambda表达式

auto myLambda = [] {
   
	cout << "线程3开始执行了" << endl;
};
thread mytobj3(myLambda);
mytobj3.join();

线程参数

//  1.传递临时对象作为线程参数
// 陷阱1：传指针有问题
// 陷阱2：构造函数有问题
// 建议（detech）：int简单类型使用值传递；如果传递对象，避免隐式转换，直接构建临时对象

void myPrint(const int& i, char* pbuf)
{
   
    cout << i << endl;  
    // i并不是mvar的引用，实际为值传递，那么即使主线程deteah，子线程仍然安全（不建议引用）
    cout << pbuf << endl;  
    // pbuf和mybuf指向同一地址，使用deteah绝对有问题
}

int main()
{
   
    int mvar = 1;  // shift+f9快速监视
    int& mvary = mvar;
    char mybuf[] = "this is a test";
    thread mytobj(myPrint, mvary, mybuf);

    mytobj.join();
    // mytobj.detach();
    
    cout << "Hello, Cpp" << endl;
    return 0;
}

//  防止mybuf指向同一地址，detach出现问题，使用string
//  直接转换成string，就可以保证稳定（deteah）
//  【存在mybuf被回收了，系统才把mybuf由char[]去转string问题】

void myPrint2(const int i, const string& pbuf)
{
   
    cout << i << endl;
    cout << pbuf << endl;
}

int main()
{
   
    int mvar = 1;  // shift+f9快速监视
    int& mvary = mvar;
    char mybuf[] = "this is a test";
    thread mytobj(myPrint2, mvary, string(mybuf));
    // 直接转换成string，就可以保证稳定（deteah）
	
    mytobj.join();
    // mytobj.detach();
    
    cout << "Hello, Cpp" << endl;
    return 0;
}

//  类测试

class A
{
   
public:
    mutable int m_i;
    A(int i) : m_i(i){
    cout << "A的构造函数执行了" << this << " thread_id = " << this_thread::get_id() << endl; }
    A(const A& a) : m_i(a.m_i) {
    cout << "A的拷贝构造函数执行了" << this << " thread_id = " << this_thread::get_id() << endl; }
    ~A() {
    cout << "A的析构函数执行了" << this << " thread_id = " << this_thread::get_id() << endl; }

    void threadWork(int num)
    {
   
        cout << "子线程threadWork执行了" << this << " thread_id = " << this_thread::get_id() << endl;
    }

    void operator()(int num)
    {
   
        cout << "子线程operator()执行了" << this << " thread_id = " << this_thread::get_id() << endl;
    }
};

void myPrint3(const int i, const A& pbuf)
{
     
    cout << &pbuf << endl;  // 打印地址 
}

int main()
{
   
    int mvar = 1;
    int mvar2 = 12;
    
	//thread mytobj(myPrint3, mvar, mvar2);  
	// 希望mvar2构造成A类型对象（隐式转换）
    // 很可能主线程结束了，构造函数还没来得及构造
    
	thread mytobj(myPrint3, mvar, A(mvar2));  
	// 构造、拷贝、析构都会执行，一定在主线程结束前构造完（安全）
	//流程：构造->拷贝构造->析构->析构
	
	cout << "主线程id是：" << this_thread::get_id() << endl;
	
    mytobj.join();
    // mytobj.detach();
    
    cout << "Hello, Cpp" << endl;
    return 0;
}

//  2.传递类对象、智能指针作为线程参数

void myPrint4(const A& pbuf)
{
   
    pbuf.m_i = 100;
    cout << "子线程myPrint4参数地址是" << &pbuf << " thread_id = " << this_thread::get_id()  << endl;  // 打印地址 
}

void myPrint5(A& pbuf)
{
   
    pbuf.m_i = 100;
    cout << "子线程myPrint5参数地址是" << &pbuf