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std::thread的详细解析与使用示例

韦丞齐 已关注

std::thread 是 C++11 引入的标准库类,用于创建和管理线程。线程是一种轻量级的进程,它允许程序并发执行不同部分的代码,提高运行性能和响应速度。

基本概念

  • 线程:线程是操作系统能够调度的最小单元,它与其他线程共享进程的资源(如内存、文件句柄等),但拥有自己的堆栈和寄存器。
  • 并发:多个线程可以独立执行代码,与其他线程同时运行。

使用 std::thread 的步骤

  1. 包含头文件:使用 #include <thread>
  2. 创建线程对象:可以通过传入一个可调用对象(函数指针、函数对象、Lambda 表达式)来构造 std::thread
  3. 启动线程:构造 std::thread 时,线程即开始执行。
  4. 主线程等待:使用 join 函数来等待线程完成。
  5. 资源分离:可以使用 detach 函数将线程独立出去。

基本使用示例

  1. #include <iostream>
  2. #include <thread>
  3. // 一个简单的函数,用于在线程中运行
  4. void printMessage(const std::string& message, int count) {
  5. for (int i = 0; i < count; ++i) {
  6. std::cout << message << " " << i << std::endl;
  7. }
  8. }
  9. int main() {
  10. // 创建一个线程,并传递函数和参数
  11. std::thread t(printMessage, "Hello from thread", 5);
  12. // 主线程继续执行其他工作
  13. for (int i = 0; i < 5; ++i) {
  14. std::cout << "Main thread " << i << std::endl;
  15. }
  16. // 等待新线程完成
  17. t.join();
  18. std::cout << "Thread has finished execution" << std::endl;
  19. return 0;
  20. }

关键函数

  • 构造函数:创建并启动线程。

    1. std::thread t(func, args...);
  • join():阻塞主线程,直到子线程完成。

    1. t.join();
  • detach():将子线程分离,继续运行但不阻塞主线程。

    1. t.detach();
  • joinable():检查线程是否可加入。

    1. if (t.joinable()) {
    2. t.join();
    3. }

注意事项

  • 结束前必须joindetach:在线程对象销毁前,必须调用 joindetach,否则程序会调用 std::terminate 终止。
  • 数据竞争:多个线程访问共享数据时要小心,可以使用互斥锁 std::mutex 来避免数据竞争。
  • 线程安全:确保所有对共享资源的访问都是线程安全的。

通过使用 std::thread,我们可以很容易地实现基本的并发编程,提升程序的执行效率和复杂度控制。在使用时需注意线程管理和资源分配,避免引发数据竞争等问题。

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