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九、多线程

3. C++11中的多线程

Linux中是根据多线程库来实现多线程的，C++11也有自己的多线程，那它的多线程又是怎样的？我们来使用一些C++11的多线程。
Makefile：

testThread: testThread.ccg++ -o $@ $^ -std=c++11
.PHONY: clean
clean:rm -f testThread

testThread.cc

#include <iostream>
#include <thread>
#include <unistd.h>
using namespace std;void threadrun(int num)
{while (num){cout << "I am thread, num : " << num << endl;sleep(1);--num;}
}int main()
{thread t1(threadrun, 10);while (true){cout << "I am main thread" << endl;sleep(1);}t1.join();return 0;
}

编译看看：

我们发现有问题（也可能是其他问题），这是怎么回事呢？其实是 C++11的多线程本质上是对原生线程的封装。所以同样需要链接 phread 动态库。
Makefile：

testThread: testThread.ccg++ -o $@ $^ -std=c++11 -lpthread
.PHONY: clean
clean:rm -f testThread

我们再试试:

确实大部分其编程语言的多线程都是对原生线程的封装，原因是为了可移植性。
我们在进程部分学过 非阻塞等待 ，进程在等待子进程退出时，可以执行其他任务，在线程这里，同样有这样的技术，叫做线程分离。我们要是不关注线程的结果，只需要线程把自己的任务完成，这种情况就可以将线程进行分离。

Makefile：

testThread: testThread.ccg++ -o $@ $^ -std=c++11 -lpthread
.PHONY: clean
clean:rm -f testThread

testThread.cc：

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <string>
#include <unistd.h>
using namespace std;void* threadrun(void* args)
{string str = (const char*)args;int cnt = 5;while (true){if (!(cnt--)) break;cout << "I am a new thread " << endl;sleep(1);}
}int main()
{pthread_t tid;pthread_create(&tid, nullptr, threadrun, (void*)"thread1");// 线程分离pthread_detach(tid);while (true){cout << "I am the main thread " << endl;sleep(1);}return 0;
}

默认情况下，新创建的线程是joinable的，线程退出后，需要对其进行pthread_join操作，否则无法释放资源，从而造成系统泄漏。
如果不关心线程的返回值，join是一种负担，这个时候，我们可以告诉系统，当线程退出时，自动释放线程资源。

joinable和分离是冲突的，一个线程不能既是joinable又是分离的。如果将线程分离了又对其join，就会出错。
线程分离底层依旧是属于进程，没有分开，线程分离只是一种状态，唯一的区别就是主线程不需要等待新线程。

4. 线程的简单封装

Makefile：

testThread: testThread.ccg++ -o $@ $^ -std=c++11 -lpthread
.PHONY: clean
clean:rm -f testThread

Thread.hpp：

#ifndef __THREAD_HPP__
#define __THREAD_HPP__#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <string>
#include <functional>
#include <unistd.h>// 线程命名空间
namespace ThreadModule
{// 线程函数模板template<typename T>using func_t = std::function<void(T&)>;// 线程模板template<typename T>class Thread{public:Thread(func_t<T> func, T data, const std::string& name = "none-name"):_func(func),_data(data),_threadname(name),_stop(true){}void Excute(){_func(_data);}static void* threadtoutine(void* args){Thread<T>* self = (Thread<T>*)args;self->Excute();return nullptr;}// 启动线程bool Start(){int n = pthread_create(&_tid, nullptr, threadtoutine, this);if (n == 0){_stop = false;return true;}else return false;}// 分离线程void Detach(){if (!_stop){pthread_detach(_tid);}}// 等待线程结束void Join(){if (!_stop){pthread_join(_tid, nullptr);}}std::string name(){return _threadname;}// 停止线程void Stop(){_stop = true;}~Thread(){}private:pthread_t _tid;std::string _threadname;T _data;func_t<T> _func;bool _stop;};
}#endif

testThread.cc：

#include <iostream>
#include <vector>
#include "Thread.hpp"
using namespace ThreadModule;const int num = 10;// 线程执行的任务
void print(int& cnt)
{while (cnt){std::cout << "hello I am myself thread, cnt: " << cnt-- << std::endl;sleep(1);}
}int main()
{// 创建多线程std::vector<Thread<int>> threads;// 创建num个线程，每个线程执行print函数for (int i = 0; i < num; ++i){std::string name = "thread-" + std::to_string(i + 1);threads.emplace_back(print, 10, name);}// 启动线程for (auto& thread : threads){thread.Start();}// 等待线程结束for (auto& thread : threads){thread.Join();std::cout << "wait thread done, thread name: " << thread.name() << std::endl;}return 0;
}

结果：

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未完待续