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 多線程是程序員必須掌握的一門技術(shù)，本文主要是針對于C++新標(biāo)準(zhǔn)中多線程庫，需要具備一定C++基礎(chǔ)方可學(xué)習(xí)。

前言

本章節(jié)主要C++多線程編程中的一些基本概念以及幾種創(chuàng)建線程的方式。

并發(fā)、進(jìn)程、線程的基本概念

并發(fā)兩個(gè)或者多個(gè)任務(wù)(獨(dú)立的活動(dòng))同時(shí)發(fā)生(進(jìn)行):一個(gè)程序通知執(zhí)行多個(gè)獨(dú)立的任務(wù)并發(fā)假象(不是真正的并發(fā))：單核CPU通過上下文切換方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)程

進(jìn)程計(jì)算機(jī)中的程序關(guān)于某數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng)

進(jìn)程特性

1. 動(dòng)態(tài)性：進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行過程，是臨時(shí)的，有生命期，是動(dòng)態(tài)產(chǎn)生，動(dòng)態(tài)消亡的;
2. 并發(fā)性：任何進(jìn)程都可以同其他進(jìn)行一起并發(fā)執(zhí)行;
3. 獨(dú)立性：進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位;
4. 結(jié)構(gòu)性：進(jìn)程由程序，數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊三部分組成

線程每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)主線程并且主線程是唯一的，也就是一個(gè)進(jìn)程只能有一個(gè)主線程。vs編譯器中ctr+f5編譯運(yùn)行程序時(shí)，實(shí)際是主線程調(diào)用mian函數(shù)中的代碼。線程可以理解為代碼執(zhí)行通道，除了主線程之外，可以自己創(chuàng)建其他線程。

并發(fā)實(shí)現(xiàn)方案

主要解決是進(jìn)程間通信問題

同一電腦上可通過管道，文件，消息隊(duì)列，共享內(nèi)存等方式實(shí)現(xiàn)

不同電腦可通過socket網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)

多個(gè)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)并發(fā)

單獨(dú)進(jìn)程，多個(gè)線程實(shí)現(xiàn)并發(fā) 即一個(gè)主線程，多個(gè)子線程實(shí)現(xiàn)并發(fā)一個(gè)進(jìn)程中的所有線程共享內(nèi)存空間(共享內(nèi)存)，例如全局變量，指針引用等，所以多線程開銷遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于多進(jìn)程。共享內(nèi)存也會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)一致性問題(資源競爭問題)。

C++線程編程基本操作

1.首先需要包含thread頭文件

#include <thread> 
#include <iostream> 

2.創(chuàng)建線程: thread類創(chuàng)建一個(gè)線程

#include <thread> 
void print() 
{ 
 std::cout<<"子線程"<<endl;     
} 
int main() 
{ 
    //運(yùn)行程序會(huì)調(diào)用abort函數(shù)終止程序     
    std::thread t1(print);    
    std::cout<<"主線程"<<std::endl; 
} 

 3.join:加入/匯合線程。阻塞主線程，等待子線程執(zhí)行結(jié)束，可理解為依附功能

#include <thread> 
void print() 
{ 
 std::cout<<"子線程"<<endl;     
} 
int main() 
{ 
    std::thread t1(print);    
    t1.join();      //阻塞主線程，等待子線程執(zhí)行結(jié)束 
    std::cout<<"主線程"<<std::endl; 
    return 0; 
} 

 4.detach:分離，剝離依附關(guān)系，駐留后臺

#include <thread> 
#include <iostream> 
#include <windows.h> 
void print()  
{ 
 for (int i = 0; i < 10; i++)  
 { 
  std::cout << "子線程"<<i << std::endl; 
 } 
} 
int main()  
{ 
 std::thread t1(print); 
 std::cout << "主線程" << std::endl; 
    //可用Sleep延時(shí)實(shí)現(xiàn)結(jié)果演示 
 t1.detach(); 
 return 0; 
} 

注意:一旦detach線程后，便不可再使用join線程。

5.joinable:判斷當(dāng)前線程是否可以join或deatch，如果可以返回true，不能返回false

#include <thread> 
#include <iostream> 
void print()  
{ 
 for (int i = 0; i < 10; i++)  
 { 
  std::cout << "子線程"<<i << std::endl; 
 } 
} 
int main()  
{ 
 std::thread t1(print); 
 t1.detach(); 
 if (t1.joinable())  
 { 
  t1.join(); 
  std::cout << "可join" << std::endl; 
 } 
 std::cout << "主線程" << std::endl; 
 return 0; 
} 

其他創(chuàng)建線程方法

1.用類和對象

#include <thread> 
#include <iostream> 
class Function  
{ 
public: 
 void operator()()  
{ 
  std::cout << "子線程" << std::endl; 
 } 
}; 
int main()  
{ 
 Function object; 
 std::thread t1(object);    //可調(diào)用對象即可 
 t1.join(); 
 std::thread t2((Function())); 
 t2.join(); 
 std::cout << "主線程" << std::endl; 
 return 0; 
} 

2.Lambda表達(dá)式

#include <thread> 
#include <iostream> 
int main()  
{ 
 
 
 std::thread t1([] {std::cout << "子線程" << std::endl; }); 
 t1.join(); 
 std::cout << "主線程" << std::endl; 
 return 0; 
} 

3.帶引用參數(shù)創(chuàng)建方式

#include <thread> 
#include <iostream> 
#include <thread> 
void printInfo(int& num)  
{ 
 num = 1001; 
 std::cout << "子進(jìn)程:"<<num << std::endl; 
} 
int main()  
{ 
 int num = 0; 
 //std::ref 用于包裝按引用傳遞的值。 
 //std::cref 用于包裝按const引用傳遞的值 
 //error C2672: “invoke”: 未找到匹配的重載函數(shù) 
 std::thread t(printInfo, std::ref(num));     
 t.join(); 
 std::cout << "主線程:"<<num << std::endl; 
 return 0; 
} 

4.帶智能指針參數(shù)創(chuàng)建方式

#include <thread> 
#include <iostream> 
#include <thread> 
void printInfo(std::unique_ptr<int> ptr)  
{ 
 std::cout << "子線程:"<<ptr.get() << std::endl; 
} 
int main()  
{ 
 std::unique_ptr<int> ptr(new int(100)); 
 std::cout << "主線程:" << ptr.get() << std::endl;   
 std::thread t(printInfo,std::move(ptr));     
 t.join(); 
 std::cout << "主線程:"<<ptr.get() << std::endl;  //主線程:00000000 move掉了 
 return 0; 
} 

5.類的成員函數(shù)

#include <thread> 
#include <iostream> 
#include <thread> 
class MM  
{ 
public: 
 void print(int& num)  
{ 
  num = 1001; 
  std::cout << "子線程:"<<num << std::endl; 
 } 
}; 
int main()  
{ 
 MM mm; 
 int num = 10; 
 std::thread t(&MM::print,mm,std::ref(num));     
 t.join(); 
 std::cout << "主線程:"<< num << std::endl; 
 return 0; 
} 

好了，創(chuàng)建線程就介紹到這里，大家可以先練習(xí)一下，下章節(jié)講解共享數(shù)據(jù)訪問。