C++ thread用法总结(整理)
1,简介
C++11中加入了<thread>头文件,此头文件主要声明了std::thread线程类。C++11的标准类std::thread对线程进行了封装,定义了C++11标准中的一些表示线程的类、用于互斥访问的类与方法等。应用C++11中的std::thread便于多线程程序的移值。
std::thread类成员函数:
(1)、get_id:获取线程ID,返回一个类型为std::thread::id的对象。
(2)、joinable:检查线程是否可被join。检查当前的线程对象是否表示了一个活动的执行线程。缺省构造的thread对象、已经完成join的thread对象、已经detach的thread对象都不是joinable。
(3)、join:调用该函数会阻塞当前线程(主调线程)。阻塞调用者(caller)所在的线程(主调线程)直至被join的std::thread对象标识的线程(被调线程)执行结束。
(4)、detach:将当前线程对象所代表的执行实例与该线程对象分离,使得线程的执行可以单独进行。一旦线程执行完毕,它所分配的资源将会被释放。
(5)、native_handle:该函数返回与std::thread具体实现相关的线程句柄。native_handle_type是连接thread类和操作系统SDK API之间的桥梁,如在Linux g++(libstdc++)里,native_handle_type其实就是pthread里面的pthread_t类型,当thread类的功能不能满足我们的要求的时候(比如改变某个线程的优先级),可以通过thread类实例的native_handle()返回值作为参数来调用相关的pthread函数达到目录。This member function is only present in class thread if the library implementation supports it. If present, it returns a value used to access implementation-specific information associated to the thread.
(6)、swap:交换两个线程对象所代表的底层句柄。
(7)、operator=:moves the thread object
(8)、hardware_concurrency:静态成员函数,返回当前计算机最大的硬件并发线程数目。基本上可以视为处理器的核心数目。
另外,std::thread::id表示线程ID,定义了在运行时操作系统内唯一能够标识该线程的标识符,同时其值还能指示所标识的线程的状态。Values of this type are returned by thread::get_id and this_thread::get_id to identify threads.
有时候我们需要在线程执行代码里面对当前调用者线程进行操作,针对这种情况,C++11里面专门定义了一个命名空间this_thread,此命名空间也声明在<thread>头文件中,其中包括get_id()函数用来获取当前调用者线程的ID;yield()函数(yield,放弃的意思)可以用来将调用者线程跳出运行状态,重新交给操作系统进行调度,即当前线程放弃执行,操作系统调度另一线程继续执行;sleep_until()函数是将线程休眠至某个指定的时刻(time point),该线程才被重新唤醒;sleep_for()函数是将线程休眠某个指定的时间片(time span),该线程才被重新唤醒,不过由于线程调度等原因,实际休眠实际可能比sleep_duration所表示的时间片更长。
1.创建一个线程
创建线程比较简单,使用std的thread实例化一个线程对象就创建完成了,示例:
#include <iostream>
#include <thread>
#include <stdlib.h> //sleepusing namespace std;void t1() //普通的函数,用来执行线程
{for (int i = 0; i < 10; ++i){cout << "t1111\n";sleep(1);}
}
void t2()
{for (int i = 0; i < 20; ++i){cout << "t22222\n";sleep(1);}
}
int main()
{thread th1(t1); //实例化一个线程对象th1,使用函数t1构造,然后该线程就开始执行了(t1())thread th2(t2);th1.join(); // 必须将线程join或者detach 等待子线程结束主进程才可以退出th2.join(); //or use detach//th1.detach();//th2.detach();cout << "here is main\n\n";return 0;
}
上述提到的问题,还可以使用detach来解决,detach是用来和线程对象分离的,这样线程可以独立地执行,不过这样由于没有thread对象指向该线程而失去了对它的控制,当对象析构时线程会继续在后台执行,但是当主程序退出时并不能保证线程能执行完。如果没有良好的控制机制或者这种后台线程比较重要,最好不用detach而应该使用join。
2, mutex和std::lock_guard的使用
头文件是#include <mutex>,mutex是用来保证线程同步的,防止不同的线程同时操作同一个共享数据。
但使用lock_guard则相对安全,它是基于作用域的,能够自解锁,当该对象创建时,它会像m.lock()一样获得互斥锁,当生命周期结束时,它会自动析构(unlock),不会因为某个线程异常退出而影响其他线程。示例:
#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <stdlib.h>int cnt = 20;
std::mutex m;
void t1()
{while (cnt > 0){ std::lock_guard<std::mutex> lockGuard(m);// std::m.lock();if (cnt > 0){//sleep(1);--cnt;std::cout << cnt << std::endl;}// std::m.unlock();}
}
void t2()
{while (cnt > 0){std::lock_guard<std::mutex> lockGuard(m);// std::m.lock();if (cnt > 0){--cnt;std::cout << cnt << std::endl;}// std::m.unlock();}
}int main(void)
{std::thread th1(t1);std::thread th2(t2);th1.join(); //等待t1退出th2.join(); //等待t2退出std::cout << "here is the main()" << std::endl;return 0;
}
输出结果,cnt是依次递减的,没有因为多线程而打乱次序::
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
here is the main()
3,详解
绍一下thread的用法。
std::thread 构造函数
thread() noexcept; | (1) | (C++11 起) |
thread( thread&& other ) noexcept; | (2) | (C++11 起) |
template< class Function, class... Args > explicit thread( Function&& f, Args&&... args ); |
(3) | (C++11 起) |
thread(const thread&) = delete; | (4) | (C++11 起) |
构造新的 thread 对象。
1) 构造不表示线程的新 thread 对象。
2) 移动构造函数。构造表示曾为 other 所表示的执行线程的 thread 对象。此调用后 other 不再表示执行线程。
3) 构造新的 std::thread 对象并将它与执行线程关联。新的执行线程开始执行
4) 复制构造函数被删除; thread 不可复制。没有两个 std::thread 对象可表示同一执行线程。
std::thread::~thread
~thread(); |
(C++11 起) |
在下列操作后 thread 对象无关联的线程(从而可安全销毁)
- 被默认构造
- 被移动
- 已调用 join()
- 已调用 detach()
std::thread::operator=
thread& operator=( thread&& other ) noexcept; |
(1) | (C++11 起) |
这个例子是借鉴cppreference.com这个网站上面的,我详细的分析一下这个例子。
#include <iostream>
#include <utility>
#include <thread>
#include <chrono>void f1(int n){for (int i = 0; i < 2; ++i) {std::cout << "Thread 1 executing\n";++n;std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));}
}void f2(int& n){for (int i = 0; i < 2; ++i) {std::cout << "Thread 2 executing\n";++n;std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));}
}class foo{
public:void bar(){for (int i = 0; i < 2; ++i) {std::cout << "Thread 3 executing\n";++n;std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));}}int n = 0;
};class baz{
public:void operator()(){int n = 0;for (int i = 0; i < 2; ++i) {std::cout << "Thread 4 executing\n";++n;std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));}}
};int main(){int n = 0;foo f;baz b;std::thread t1; // t1 不是线程std::thread t2(f1, n + 1); // 按值传递std::thread t3(f2, std::ref(n)); // 按引用传递std::thread t4(std::move(t3)); // t4 现在运行 f2() 。 t3 不再是线程std::thread t5(&foo::bar, &f); // t5 在对象 f 上运行 foo::bar()std::thread t6(b); // t6 在对象 b 上运行 baz::operator()t1 = std::thread(f1, n + 1); //t1等号运算符重载std::thread t7(std::thread(f2, std::ref(n))); //t7拷贝构造t2.join();t4.join();t5.join();t6.join();t1.join();t7.join();std::cout << "Final value of n is " << n << '\n';std::cout << "Final value of foo::n is " << f.n << '\n';
}
可以看到只是调用默认构造函数(构造函数(1))构造线程,线程是不会被构造的,如图,线程t1没有被构造。
线程t2,t3调用构造函数(3) ,参数Function&& f, Args&&... args,f实质上是一个函数指针,保存线程所要执行的函数的地址,args是函数的参数,线程运行f(args),线程t5因为调用的是类的成员方法,this指针作为非静态成员函数的隐含形参,因此我们将this指针即就是对象的地址传进去。
线程t4调用拷贝构造函数(构造函数(2)),thread的拷贝构造函数只有右值拷贝构造,左值的拷贝构造被删除了,右值引用是指函数的参数可以是临时变量,如线程t7,由一个临时变量std::thread(f2, std::ref(n))构造t7。而t4使用的std::move(t3),其中
template< class T >
typename std::remove_reference<T>::type&& move( T&& t ) noexcept;
std::move返回的是一个右值引用的变量,而函数的作用是将t到另一对象有效率的资源传递,传递过后,资源t会被销毁。在这个表达式中的作用就是将线程t3的资源传递给t4,并销毁t3。
线程t6是调用构造函数(3),而这个类里面有operator()(),括号的运算符重载,只要这个对象被使用,那么就会调用括号运算符重载。
线程t1调用等号运算符重载。
最后运行的结果:
线程2-5运行了两遍,所以上面的函数分别打印了2遍,另外线程1,7又将函数f1和f2打印了2遍。
std::thread::joinable
bool joinable() const noexcept; |
(C++11 起) |
检查线程是否可合并,即潜在地运行于平行环境中
#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>void foo(){std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
}int main(){std::thread t;std::cout << "before starting, joinable: " << std::boolalpha << t.joinable()<< '\n';t = std::thread(foo);std::cout << "after starting, joinable: " << t.joinable() << '\n';t.join();std::cout << "after joining, joinable: " << t.joinable() << '\n';
}
我们可以看到,在线程为活跃之前,joinable的值为false,在线程活跃之后,joinable的值为true。在线程被join,detach之后,置joinable的值为false。joinable被置为false的情况有
- 被默认构造
- 被移动
- 已调用 join()
- 已调用 detach()
这些情况和线程被析构的情况都是一样的,因为thread的析构函数是这样实现的
joinable为true的话,会调用terminate(),terminate()会调用abort()来终止程序,程序会报错,因此只有joinable变成false,才能执行析构函数,因此两者运行的必要条件是一样的。
std::thread::join
void join(); |
(C++11 起) |
等待线程完成其执行
std::thread::detach
void detach(); |
(C++11 起) |
容许线程从线程句柄独立开来执行。
join和detach执行的必要条件都是joinable是true。
join和detach的区别,join会阻塞当前的线程,直到运行的线程结束,比如在main函数里面调用线程thread,那么main函数里面调用thread后,会先去执行thread中的代码逻辑,直到其结束,再去执行main函数里面的代码逻辑。调用join后,所有分配的资源都会被释放。在调用了join之后,*this就不会拥有任何线程了。
detach从线程对象中分离出执行线程,允许线程独立的执行。一旦线程退出,所有分配的资源都会被释放。在调用了detach之后,*this就不会拥有任何线程了。
以上图片借鉴https://www.cnblogs.com/ittinybird/p/4820142.html,这篇文章也写得很好,大家可以看一下。
可能光说还是有点抽象,上代码:
#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>void foo(){for (int i = 0; i < 5; ++i){std::cout << "void foo()" << std::endl;}
}void bar(){for (int i = 0; i < 5; ++i) {std::cout << "void bar()" << std::endl;}
}int main(){std::thread helper1(foo);std::thread helper2(bar);helper1.join();helper2.join();for (int i = 0; i < 5; ++i){std::cout << "done!\n";}
}#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>void foo(){for (int i = 0; i < 5; ++i){std::cout << "void foo()" << std::endl;}
}void bar(){for (int i = 0; i < 5; ++i) {std::cout << "void bar()" << std::endl;}
}int main(){std::thread helper1(foo);std::thread helper2(bar);helper1.detach();helper2.detach();for (int i = 0; i < 5; ++i){std::cout << "done!\n";}system( "pause");
}
可以看出来,detach(拆卸,分开)不会阻塞主线程,主线程和子线程是同时运行的。而join(合并)是会阻塞主线程,等待子线程运行完后,再运行主线程。
C++ thread用法总结(整理)相关推荐
- matlab i型级联filter,Matlab中filter,conv,impz用法(最新整理)
<Matlab中filter,conv,impz用法(最新整理)>由会员分享,可在线阅读,更多相关<Matlab中filter,conv,impz用法(最新整理)(5页珍藏版)> ...
- c语言pair的用法,C++ pair的基本用法总结整理
1,pair的应用 pair是将2个数据组合成一组数据,当需要这样的需求时就可以使用pair,如stl中的map就是将key和value放在一起来保存.另一个应用是,当一个函数需要返回2个数据的时候, ...
- C++多线程thread用法
1.多线程相关的类 C++11 新标准中引入了五个头文件来支持多线程编程,他们分别是<atomic> ,<thread>,<mutex>,<condition ...
- C 的Pair用法分类整理(精)
1 pair的应用 pair是将2个数据组合成一个数据,当需要这样的需求时就可以使用pair,如stl中的map就是将key和value放在一起来保存.另一个应用是,当一个函数需要返回2个数据的时候, ...
- android thread 用法,我们如何在Android中使用runOnUiThread?
暮色呼如 下面是更正的runThread功能.private void runThread() { new Thread() { public void run() { while (i++ try ...
- php放量文档,MACD高级用法(论坛整理版)讲稿.docx
MACD高级用法目录趋势停顿与转折(MACD高级战法)2 谈谈零轴3 再谈背离5 来一招通过零轴找买点的实例10 今天的 实盘与大盘解读11 底抄的爽吧12 零轴操作实例213 战斗一天16 仔细看图 ...
- Kendo UI Grid 用法详细整理
目录 一. kendo UI grid结构 结构实例 二. kendo UI grid常用属性 1.new kendo.data.DataSource()中常见属性: 2.$("#grid& ...
- htaccess文件用法收集整理
1.时区设置 有些时候,当你在PHP里使用date或mktime函数时,由于时区的不同,它会显示出一些很奇怪的信息.下面是解决这个问题的方法之一.就是设置你的服务器的时区.你可以在这里找到所有支持的时 ...
- 最完的htaccess文件用法收集整理
1.时区设置 有些时候,当你在PHP里使用date或mktime函数时,由于时区的不同,它会显示出一些很奇怪的信息.下面是解决这个问题的方法之一.就是设置你的服务器的时区.你可以在这里找到所有支持的时 ...
最新文章
- NSThread 多线程相关
- JS中的prototype
- qt on android qml,Qt on Android: Qt Quick 之 Hello World 图文详解
- aspnetpager分页,不使用存储过程
- cmd中检测远程的ip和端口是否处于监听状态
- 单选按钮带文字_计算机二级MS office高级应用历年真题操作题文字解析
- js网页顶部线性页面加载进度条,jquery头部线性进度条总结
- jedis操作set_Jedis对redis的五大类型操作代码详解
- JQuery的Alert插件介绍
- MITRE 发布 2020 CWE Top 25 榜单
- 解决Vmware虚拟机中没有网络连接Ubuntu无法上网
- python_知识点_字符串+数字+列表
- 如何从UCI获取数据集?
- 微信小程序组件之间传值
- day16-17-18.对象序列化和反序列化、API获取数据、python操作Excel/CSV文件、类、面向对象编程(初级及进阶)、继承
- com.android.provision基本介绍
- 牛顿法及其下山法+C代码
- 获取移动端ip的方法
- AutoCAD生成png透明图像
- SIMULINK rlc电路仿真