C++程序中启动线程的方法

2024-09-29 10:58:03

C++11 引入一个全新的线程库，包含启动和管理线程的工具，提供了同步（互斥、锁和原子变量）的方法，我将试图为你介绍这个全新的线程库。

如果你要编译本文中的代码，你至少需要一个支持 C++11 的编译器，我使用的是 GCC 4.6.1，需要使用 -c++0x 或者 -c++11 参数来启用 C++11 的支持。

启动线程

在 C++11 中启动一个线程是非常简单的，你可以使用 std:thread 来创建一个线程实例，创建完会自动启动，只需要给它传递一个要执行函数的指针即可，请看下面这个 Hello world 代码：

#include <thread>
#include <iostream>

void hello(){
  std::cout << "Hello from thread " << std::endl;
}

int main(){
  std::thread t1(hello);
  t1.join();

  return 0;
}

所有跟线程相关的方法都在 thread 这个头文件中定义，比较有意思的是我们在上面的代码调用了 join() 函数，其目的是强迫主线程等待线程执行结束后才退出。如果你没写 join() 这行代码，可能执行的结果是打印了 Hello from thread 和一个新行，也可能没有新行。因为主线程可能在线程执行完毕之前就返回了。

线程标识

每个线程都有一个唯一的 ID 以识别不同的线程，std:thread 类有一个 get_id() 方法返回对应线程的唯一编号，你可以通过 std::this_thread 来访问当前线程实例，下面的例子演示如何使用这个 id：

#include <thread>
#include <iostream>
#include <vector>

void hello(){
  std::cout << "Hello from thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
}

int main(){
  std::vector<std::thread> threads;

  for(int i = 0; i < 5; ++i){
    threads.push_back(std::thread(hello));
  }

  for(auto& thread : threads){
    thread.join();
  }

  return 0;
}

依次启动每个线程，然后把它们保存到一个 vector 容器中，程序执行结果是不可预测的，例如：

  Hello from thread 140276650997504
  Hello from thread 140276667782912
  Hello from thread 140276659390208
  Hello from thread 140276642604800
  Hello from thread 140276676175616

也可能是：

  Hello from thread Hello from thread Hello from thread 139810974787328Hello from thread 139810983180032Hello from thread
  139810966394624
  139810991572736
  139810958001920

或者其他结果，因为多个线程的执行是交错的。你完全没有办法去控制线程的执行顺序（否则那还要线程干吗？）

当线程要执行的代码就一点点，你没必要专门为之创建一个函数，你可以使用 lambda 来定义要执行的代码，因此第一个例子我们可以改写为：

#include <thread>
#include <iostream>
#include <vector>

int main(){
  std::vector<std::thread> threads;

  for(int i = 0; i < 5; ++i){
    threads.push_back(std::thread([](){
      std::cout << "Hello from thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
    }));
  }

  for(auto& thread : threads){
    thread.join();
  }

  return 0;
}

在这里我们使用了一个 lambda 表达式替换函数指针，而结果是一样的。

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