C++11 多线程相关知识的学习

C++多线程类Thread（C++11）

C++11中std命名空间将Boost库中的Thread加入，Boost的多线程从准标准变为标准，这里将其用法整理复习，以demo的形式复习，还是喜欢看我自己写的东西，符合我的个人逻辑
头文件为#include<thread>,通过std::thread应用。就以Hello thread开始吧，需要注意的是1，join()函数和detach()函数的区别,2，数据同步操作mutex（需包含include<mutex>）：互斥锁

1、普通函数多线程调用

（1）无参数函数

#include <thread>
#include <iostream>void hello_thread() {std::cout << "Hello Thread!" << std::endl;
}int main() {std::thread t1(hello_thread);  t1.join();  // 主线程等待子线程执行结束之后，才会执行下一步的操作std::cout << "Main here" << std::endl;getchar();return 0;
}

（2）有参数函数

#include <thread>
#include <iostream>using namespace std;int msum(int a, int b) {int c = a + b;cout << a << " + " << b << " = " << c << endl;return c;
}int main() {std::thread t1(msum,1,2);t1.join();  // 主线程等待子线程执行结束之后，才会执行下一步的操作std::cout << "Main here" << std::endl;getchar();return 0;
}

2、在类内部创建线程

（1）类内部函数为静态函数

#include <thread>
#include <iostream>using namespace std;class HelloThread{public:static void hellothread(){cout << "Hello World, I‘m a thread " << endl;}static void start(){thread thread(hellothread);thread.join();}};int main(){HelloThread::start();getchar();return 0;
}

在这里start()和hellothread()方法都必须是static方法。

（2）在Singleton模式内部创建线程：

3 、用类内部函数在类外部创建线程：

非常普通的类，只是用多线程调用其内部的函数

#include <thread>
#include <iostream>using namespace std;class HelloWorld{public:void hello(int year){cout << "I am " << year << " years old!" << endl;}
};int main(){HelloWorld obj;thread thrd(&HelloWorld::hello,&obj,26);thrd.join();getchar();return 0;
}

join（）和detach（）的区别：

join（）的作用前面已经提到，主线程等待子线程结束方可执行下一步（串行），detach（）是的子线程放飞自我，独立于主线程并发执行，主线程后续代码段无需等待。看看效果：

（1）join()

#include <thread>
#include <iostream>using namespace std;void hello_thread() {std::cout << "Hello Thread!" << std::endl;
}int msum(int a, int b) {int c = a + b;cout << a << " + " << b << " = " << c << endl;return c;
}int main(){thread t1(hello_thread);//主线程等待子线程运行结束之后才可以执行下一步t1.join();thread t2(msum,2,3);t2.join();//主线程代码cout << "Main here " << endl;getchar();return 0;
}

（2）detach（）

#include <thread>
#include <iostream>using namespace std;void hello_thread() {std::cout << "Hello Thread!" << std::endl;
}int msum(int a, int b) {int c = a + b;cout << a << " + " << b << " = " << c << endl;return c;
}int main(){thread t1(hello_thread);//主线程等待子线程运行结束之后才可以执行下一步t1.detach();thread t2(msum,2,3);t2.detach();//主线程代码cout << "Main here " << endl;getchar();return 0;
}

数据同步（线程同时操作一个数据的安全性）：

执行单个线程，上锁、解锁，维护了线程的安全性，防止线程之间交叉执行

#include <thread>
#include <iostream>
#include <mutex>
using namespace std;
std::mutex mt;
int data1 = 1;void addmethod(int a){mt.lock();data1 += a;cout << "add data = " << data1 << endl;mt.unlock();
}
void multi(int a){mt.lock();data1 *= a;cout << "multi data = " << data1 << endl;mt.unlock();
}
void hello_thread() {std::cout << "Hello Thread!" << std::endl;
}int msum(int a, int b) {int c = a + b;cout << a << " + " << b << " = " << c << endl;return c;
}int main(){thread t1(addmethod,2);thread t2(multi,2);t1.detach();t2.detach();getchar();return 0;
}

线程暂停

从外部让线程暂停，会引发很多并发问题，此处不做引申。这大概也是std::thread并没有直接提供pause函数的原因。但有时线程在运行时，确实需要“停顿”一段时间怎么办呢？可以使用std::this_thread::sleep_for或std::this_thread::sleep_until

#include <thread>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <chrono>
#include <ratio>
using namespace std;
std::mutex mt;void pausable(){//sleep 500毫秒this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(500));//sleep 到达指定的时间点this_thread::sleep_until(chrono::system_clock::now() + chrono::milliseconds(500));
}
int main(){std::thread thread1(pausable);thread1.join();return 0;
}

线程停止

一般情况下当线程函数执行完成后，线程“自然”停止。但在std::thread中有一种情况会造成线程异常终止，那就是：析构。当std::thread实例析构时，如果线程还在运行，则线程会被强行终止掉，这可能会造成资源的泄漏，因此尽量在析构前join一下，以确保线程成功结束。
如果确实想提前让线程结束怎么办呢？一个简单的方法是使用“共享变量”，线程定期地去检测该量，如果需要退出，则停止执行，退出线程函数。使用“共享变量”需要注意，在多核、多CPU的情况下需要使用“原子”操作。