yanzhenxi的博客

全自动固然好，但在一些特定环境下，如果没办法全自动，那也不代表就马上变成“全手动”操作，这中间还有一个很科学的“半自动”过程。lock_guard <T>是封装互斥量得到一把全自动化的锁，变量定义时自动上锁，变量析构时自动解锁。到“原子操作”时，就会有该全自动锁无法适用的代码结构。lock定义时，自动为互斥量“_m”加锁，析构时自动解锁。接下来就是各种半自动功能所要解决的问题了。

⑦两个线程目标过程之间的数据同步（一个线程修改“_id”的值，另一线程反复读取该值，并以此确定是否结束线程）。本节给出有关IDCreator的完整代码。①通过宏标识只允许单一线程执行的代码；⑥并发环境下单例对象的使用；③两个互斥量各锁各的代码；②一个互斥量锁两处代码；④读写操作间的简单同步；

要回答这个问题，得先清楚：谁和谁互斥？首先是抢着要通过GetID()的多个线程之间在互斥，其次是抢着要通过GetID()或者GetNewID()的多线程之间在互斥，因为两处用的是同一个互斥量“_m”，如图12-8所示。如图12-8所示，多个线程读取同一个值，这之间不需要互斥，但如果一个线程正好在通过GetNewID()修改“_id”的值，而另一个线程正在读取“_id”，那么并发冲突仍然会发生。这个宏就只是一个符号，没有任何实质内容，因此也不影响代码的任何逻辑，不过宏的名字有清楚的含义，这正是我们所需的。

main()函数不变，还是调用test()，重新编译后多次运行，应该可以看到重复的ID。如果着急看到效果，则可以在main()中写个循环，连续调用test()20次，并发冲突问题发生在这一行代码。解决办法自然是：不要让两个（或更多）线程同时执行“++ id”这个操作，换句话说，就是最多只让一个线程在执行“++id”这个操作。先将内存中现有“_id”的值复制到CPU寄存器，然后针对寄存器进行自增1操作，最后将自增得到的结果从寄存器复制到源内存。毫无问题，ID一个也不重复。

如果心里没有对并发下的共用资源时时刻刻留神，我们就非常容易认定002行一定会紧接着001行执行，忘了会有其他线程可能正好也在运行，并且正好也修改了COUNT的值，并且修改的时机正好位于001和002行之间。cout代表标准输出（通常是指显示屏），多个线程同时输出，就容易造成屏幕上一片混乱。不仅多数C++语句操作不是原子操作，甚至连单个汇编指令也大有可能不是原子操作，因为一个指令可能需要CPU花费多个时间周期执行。单线程环境下是0.2，多线程环境下有可能是其他值，不幸遇上COUNT为0，程序还会挂掉。

请注意代码58行，detach()方法调用，使用“承诺”之后，最终是在future对象的get()时等待，因此可以不管线程对象是否执行完毕。编译，会报一大串错误内容，大意是找不到类型为“void(int, int, int)”的函数，原因是test()函数中，我们传递第三个入参r时，没有按calc的要求使用引用，std::promise<T> 就是T带上承诺以后的类型，依据需要，这里是int类型，当一切顺利，通过。28行，代用trd.join()之后才访问r，以确保线程目标过程确实完成对r的处理。

线程对象trd和线程剥离以后，被剥离的线程一直在后台不停地运行。直到main线程退出以后，被剥离的线程，才停止运行。当我们按下Ctrl + C，终止程序时，文本文档内的内容才停止。可以看到，文档内的内容一直再不停地增加。输入www.baidu.com，回车。

子线程至少要执行10s，可是主线程只等5s就结束主函数，最终导致程序结束，谁来对子线程人生中的最后5s负责？当然不会，大家都是成年人，分手就各走各的。trd所代表的线程每隔1s就输出一个数字，连续输出10次（够无聊的）。结论：当主线程退出时，那些已经和相应对象“detach()”的实际线程，如果还在运行，就只能强制地，不体面地终止。线程对象创建出实际线程，然后就立马和后者宣告分手，彼此间再无瓜葛，多轻松。事情就这样，线程如果剥离，程序就管不了它。如果将28行，改为休眠11秒，则。主线程直接睡了5s，

1s之后，孤独而不知情的trd先是访问了线程ID，成功了，然后它在尝试合并线程，也成功了！线程ID就是线程的编号。接下来，我们将剥离trd对象和它所代表的实际线程后，然后再尝试通过get_id()方法，取线程ID，实际改动只是增加一行代码：28行，线程ID的类型是std::thred::id，标准卡为该类型重载了“<<”操作符，以方便输出，同时也提供相等、不等和大小比较等操作。说“没有绑定实际线程”也不太准确，因为我们知道trd曾经拥有一个实际线程，只是没能走到白头，半路detach()掉了。

空的线程对象不能调用join()，已经完成join()调用的线程对象也不能重复调用。std::thread类提供joinable()方法，用于判断一个线程对象是否需要并且可以汇合。代码创建了一个线程对象，但没有为它指定任何目标任务，可以称之为“空线程对象”。空线程对象无事可做，因此不会创建实际线程，因此它不仅不需要，而且不可以调用join()方法。一旦你需要记住joinable()方法帮你搞清楚某个线程是否需要以及可以汇合，你一定是乱了。一个值得所有C++程序员经常浏览的好网站。

一直以来举的多线程例子，都是父线程定义一个线程栈对象，从而创建子线程，接着子线程做点事，同时父线程做点事，最后父线程调用子线程的join()方法完成线程汇合。在复杂需求下，将一些线程都交个某个固定线程（几乎就是主线程）同一管理及归并这样的设计不不罕见，但一定要清楚，B线程创建的C线程却交给A线程归并，显然又多了一处线程间的数据同步，发生“时空错乱”问题的机会大为增长。当我们在A线程中定义新线程对象，并产生新线程B，我们就称A是B的父线程，B是A的子线程。17行，A线程（主线程）创建B线程对象，

爸爸带三个小孩到儿童游乐场，小孩子们各玩各的，爸爸 无聊地守在游乐场门口等他们，这场景就是一个父线程等待三个子线程的对照。忘了等待子线程汇合，可能会乱了屏幕输出（哪怕我们加了锁），还会让一个进程直接中断(terminate)，甚至惊动操作系统。三个子线程以及主线程的屏幕输出都是正常的，说明子线程确实执行完毕，程序却还是在退出时崩溃了，同样惊动到操作系统。child_c对象最先被释放，它在析构时发现自己没有调用过join()，这下它不干了。下面演示主线程通过休眠，等所有子线程结束，但就是不调用join();

不考虑例中选择“同步”执行的情况，将整件事简化为：在前面通过bind()绑定操作和数据，得到一个“包裹”对象，而后在需要时将该“包裹”传递给async()以实现异步调用。async()的情况是子弹上枪膛，把枪交给一个小弟，交待他执行“找敌人，瞄准射击”的操作，而我们保留关注操作结果的权利和途径。只是需要一个好多入参的函数而已，接下来造一个函数，用于绑定action和它的第1，3，4，5个入参：？可以看到，若是同步执行，则在当前线程内执行，若是异步执行，则新开一个线程，在新的线程内执行。

【代码】白话《C++》第12章并发，Page532 共享异步存根 使用shared_future的例子（洗车）

可以看到，种子相同，产生的随机数序列是相同的。

包括多个线程重复使用同一个future对象，也包括同一个线程重复调用一个future对象的get()操作。二是C++标准规定，调用同一个future的get()操作多次，结果将“不可预期”，当前GCC的实现是在第二次调用时抛出std::future_error异常。因为这二者都只负责等结果，不负责取结果，更不负责“催”结果。线程1判断目标过程未启动之后，刚刚要启动目标过程，线程2要来了，它也发现目标过程还没启动，于是也会进入if内部语句……多个线程上处理同一异步操作的结果。

async_1()肯定比async_2()先执行，但foo_1()缺不一定比foo_2()先执行。再看一个例子，015行，在计算N/N时，N的值是什么？如果异步调用DecN()来得及运行完毕，N是1；如果DecN()来不及运行，N是0，这个情况下，会发生“除零错”造成程序异常退出。考虑到异步操作需要启动线程的时间成本，因此N为1的比例极大，但就有可能在程序员正度婚假时，它发生了。有人说，我不会轻易使用去全局变量。

C++11标准库提供的“async/future”，对“将某件事交给独立线程”这件事做了高度的封装，使得整个异步过程的实现，在明面上看不到“线程”的出现。那么，该封装会不会带来我们对异步过程的可控度变小呢？future类除了提供“get()（提取）”接口之外，还提供三个“等待”接口，分别是wait()，wait_for()和wait_until()。

异步操作将在另一个线程中执行，如果在尝试启动（此时还在当前线程内）或启动之后的执行过程中（此时肯定在另一线程中）发生异常，该如何处理？

调用无policy入参版本的async()函数，使用的是什么策略？可能立即启动异步操作，也可能拖延一阵再开始，当然也有可能拖到get()函数被调用后才启动。launch::defered则强制要求本次异步操作暂时不开始，直到遇上调用future对象的get(),这种效果相当于延缓了任务的执行（原来代码也有拖延症）。这个例子还有一个地方需要稍加注意：output函数有入参，无返回值，因此在调用async是，请牢记一点，仅在你的确不在意异步操作可能延迟的情况下，才使用无需指定策略的异步调用函数。

这行代码的解读是：我们真正想做的是调用calc_1()并得到它的结果，但我们不想等它执行，所以将它交给async()异步处理，async收到任务后给了我们一张收据，名为future_1，并且根据这张收条，将来可以得到int类型的数据（即calc_1()的执行结果）。更好的理解是将它当做“存根”或“收条”理解，我们让async()去做某件事，但它不能立即返回做此事的结果，只是给我们一张“收条”，未来我们可以依据它来取得真正的结果。当然，也可以引入boost相关的库，直接使用该库的cpu_timer工具类。

（1）并发应用典型场景一：程序在等待外部输入，比如接受网络发来的消息，或者更直接一些，在等待用户的键盘输入，可是那个用户突然上厕所了。（2）并发应用典型场景二：电脑确实有多个CPU（包括多核），而程序当前又确实有两件完全不相关或仅是低关联度的工作需要做，那总不能就让一个CPU忙得半死，另一个在喝茶侃大山吧？（3）并发应用典型场景三：程序用户想做多事，并且觉得每件事优先级都很高，都不能搁置，于是程序用上多线程，每件事都干一点就切换到另一件。

【代码】白话C++第12章并发，Page526 课堂作业，异步调用lambda。