C++之多线程（C++11 thread.h文件实现多线程）

禁忌石 2017-05-30

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C++之多线程（C++11 thread.h文件实现多线程）

标签： c++11多线程 thread

2016-06-14 21:30 6344人阅读评论(2) 收藏举报

分类：

C++基础（38）

转载自：

http://www.cnblogs.com/haippy/p/3235560.html

http://www.cnblogs.com/lidabo/p/3908705.html

与 C++11 多线程相关的头文件
C++11 新标准中引入了四个头文件来支持多线程编程，他们分别是<atomic> ,<thread>,<mutex>,<condition_variable>和<future>。
<atomic>：该头文主要声明了两个类, std::atomic 和 std::atomic_flag，另外还声明了一套 C 风格的原子类型和与 C 兼容的原子操作的函数。
<thread>：该头文件主要声明了 std::thread 类，另外 std::this_thread 命名空间也在该头文件中。
<mutex>：该头文件主要声明了与互斥量(mutex)相关的类，包括 std::mutex 系列类，std::lock_guard, std::unique_lock, 以及其他的类型和函数。
<condition_variable>：该头文件主要声明了与条件变量相关的类，包括 std::condition_variable 和 std::condition_variable_any。
<future>：该头文件主要声明了 std::promise, std::package_task 两个 Provider 类，以及 std::future 和 std::shared_future 两个 Future 类，另外还有一些与之相关的类型和函数，std::async() 函数就声明在此头文件中。
demo1：thread "Hello world"

[cpp] view plaincopy
#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <iostream> // std::cout  
#include <thread>   // std::thread  
void thread_task() {  
    std::cout << "hello thread" << std::endl;  
}  
int main(int argc, const char *argv[])  
{  
    std::thread t(thread_task);  
    t.join();//和主线程协同  
    return EXIT_SUCCESS;  
}  

demo2：一次启动多个线程
我们通常希望一次启动多个线程，来并行工作。为此，我们可以创建线程组，而不是在先前的举例中那样创建一条线程。下面的例子中，主函数创建十条为一组的线程，并且等待这些线程完成他们的任务

[cpp] view plaincopy
#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <iostream> // std::cout  
#include <thread>   // std::thread  
int main() {  
    std::thread t[num_threads];  
    //Launch a group of threads 启动一组线程  
    for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {  
        t[i] = std::thread(call_from_thread);  
    }  
    std::cout << "Launched from the mainn";  
    //Join the threads with the main thread  
    for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {  
        t[i].join();  
    }  
    return 0;  
}  

记住，主函数也是一条线程，通常叫做主线程，所以上面的代码实际上有11条线程在运行。在启动这些线程组之后，线程组和主函数进行协同（join）之前，允许我们在主线程中做些其他的事情。
demo3：在线程中使用带有形参的函数

[cpp] view plaincopy
#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <iostream> // std::cout  
#include <thread>   // std::thread  
static const int num_threads = 10;  
//This function will be called from a thread  
void call_from_thread(int tid) {  
    std::cout << "Launched by thread " << tid << std::endl;  
}  
int main() {  
    std::thread t[num_threads];  
    //Launch a group of threads  
    for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {  
        t[i] = std::thread(call_from_thread, i);  
    }  
    std::cout << "Launched from the mainn";  
    //Join the threads with the main thread  
    for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {  
        t[i].join();  
    }  
    return 0;  
}  

运行结果：

[plain] view plaincopy
Sol$ ./a.out  
  
Launched by thread 0  
  
Launched by thread 1  
  
Launched by thread 2  
  
Launched from the main  
  
Launched by thread 3  
  
Launched by thread 5  
  
Launched by thread 6  
  
Launched by thread 7  
  
Launched by thread Launched by thread 4  
  
8L  
  
aunched by thread 9  
  
Sol$

能看到上面的结果中，程序一旦创建一条线程，其运行存在先后秩序不确定的现象。程序员的任务就是要确保这组线程在访问公共数据时不要出现阻塞。最后几行，所显示的错乱输出，表明8号线程启动的时候，4号线程还没有完成在stdout上的写操作。事实上假定在你自己的机器上运行上面的代码，将会获得全然不同的结果，甚至是会输出些混乱的字符。原因在于，程序内的11条线程都在竞争性地使用stdout这个公共资源（案：Race Conditions）。
要避免上面的问题，可以在代码中使用拦截器（barriers），如std:mutex，以同步（synchronize）的方式来使得一群线程访问公共资源，或者，如果可行的话，为线程们预留下私用的数据结构，避免使用公共资源。我们在以后的教学中，还会讲到线程同步问题，包括使用原子操作类型（atomic types）和互斥体（mutex）。