C++ 多线程

学习C++提供的线程库的原因

1. Linux 提供的 pthread_create等线程相关函数无法在windows上使用, C++提供的线程相关函数可以跨平台使用
2. C++使用了面向对象的思想进行了封装，相关线程方法更容易使用 。

线程相关的类

// 调用常用方法的类
// thread对象、mutex对象均不允许拷贝，但允许移动赋值/构造。
std::thread
std::mutex
std:condition_variable

线程初始化

线程初始化 ：

// 线程初始
// 使用函数指针初始化线程
// threadFunction 为启动的线程函数
// x1, x2 为更具threadFunction形参传入的参数，如果threadFunction没参数就不传入
std::thread t1(threadFunction, x1, x2); 

线程批量初始化：

方案一:

	const int numThreads = 5;
    std::thread threads[numThreads]; // 创建多个线程对象
    // 启动多个线程
    for (int i = 0; i < numThreads; ++i) 
    {   // 启动线程，执行 threadFunction(i) // 一定为移动赋值
        threads[i] = std::thread(threadFunction, i); 
    }
    // 等待所有线程执行完毕 
    for (int i = 0; i < numThreads; ++i) 
    {
    	// 线程回收
        threads[i].join();
    }

方案二

	vector<std::thread> treadPool//创建
	for (int i = 0; i < threadPool.size(); ++i) 
    {   
    	// 一定为移动赋值  //启动线程
    	thradPool[i] = std::thread(threadFunction, i); 
    }
    // 等待所有线程执行完毕 
    for (int i = 0; i < numThreads; ++i) 
    {
        threads[i].join();
    }

线程获取自身线程ID

#include <iostream>
#include <thread>

void threadFunction() 
{
	// 注意std::thread::id为线程库中的类型
    std::thread::id this_id = std::this_thread::get_id();
    std::cout << "Thread ID: " << this_id << std::endl;
}

int main() 
{
    std::thread t(threadFunction);
    t.join();
    return 0;
}

线程让出自身时间片

void threadFunction() 
{
    for (int i = 0; i < 5; ++i) 
    {
        std::cout << "Thread A executing..." << std::endl;
        std::this_thread::yield(); // 让出当前线程的执行
    }
}

int main()
{
    std::thread t(threadFunction);
    for (int i = 0; i < 5; ++i) 
    {
        std::cout << "Main thread executing..." << std::endl;
        std::this_thread::yield(); // 让出当前线程的执行
    }
    t.join();
    return 0;
}

互斥锁的基本使用

cpp
#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
// 创建一个互斥锁对象
std::mutex mtx; 
void threadFunction(){
    // 在需要保护共享资源的代码块前后分别加锁和解锁
    mtx.lock();
    std::cout << "Thread A executing..." << std::endl;
    mtx.unlock();
}
int main() 
{
    std::thread t(threadFunction);
    // 在需要保护共享资源的代码块前后分别加锁和解锁
    mtx.lock();
    std::cout << "Main thread executing..." << std::endl;
    mtx.unlock();
    t.join();
    return 0;
}

条件变量的基本使用

#include <iostream>
#include <thread>
// 条件变量是通过锁来实现的
#include <mutex>
#include <condition_variable>

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;

void threadFunction() 
{
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    // 等待条件满足
    cv.wait(lock, []{ return ready; });
    std::cout << "Thread A executing..." << std::endl;
}

int main() 
{
    std::thread t(threadFunction);
    {
    	// 出作用域自动解锁 
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
        // 设置条件为true
        ready = true;
    }
    // read已经被修改为true 通知等待的线程可以开始执行
    cv.notify_one();
    t.join();
    return 0;
}