1.线程基础知识
可执行程序运行起来，就会生成一个进程，该进程所属的主线程开始自动运行。请看下面的示例程序：
#include <iostream> using namespace std; int main(){ cout << "I love China!" << endl; // 实际上这个是主线程在执行，主线程从main()函数返回，则整个进程执行完毕。 return 0; }
主线程从main()函数开始执行，当我们自己创建线程时，也需要从一个函数开始运行(初始函数)，一旦这个函数运行完毕，就代表我们这个线程运行结束。整个进程是否执行完毕的标志：主线程是否执行完，如果主线程执行完毕，就代表整个进程执行完毕。此时，如果其他子线程还没有执行完，那么这些子线程也会被操作系统强行终止。因此，一般情况下，如果想保持子线程(自己用代码创建的线程)的运行状态，则必须要让主线程一直保持运行，不要让主线程运行结束。
2.创建线程的几种常用方法
2.1 使用初始函数创建线程
- 主要流程如下：
- 包含一个头文件thread
- 编写初始函数
- 在main()函数中开始写代码
#include <iostream> #include <thread> using namespace std; // 自己创建的线程也要从一个函数(初始函数)开始运行 void myprint() { cout << "我的线程开始执行了\n"; /* 中间包含其他的业务逻辑代码 */ cout << "我的线程执行完毕了\n"; } int main(){ thread mytobj(myprint); mytobj.join(); cout << "I love China!" << endl; return 0; }
观察上面的代码发现：有两个线程在运行，相当于整个程序的执行有两条线在同时走。所以可以同时干两件事。即使一条线被堵住了，另外一条线仍然是可以通行的，这就是多线程。
(1).thread：是标准库中的类
// myprint是可调用对象 thread mytobj(myprint); }
- 上面的代码段做了两件事：
- a.创建了线程，线程执行起点(入口)myprint();
- b.myprint线程开始执行
(2).join()：
加入/汇合，简单来说就是阻塞。阻塞主线程，让主线程等待子线程执行完毕，然后子线程和主线程汇合。然后主线程再继续往下走！
thread mytobj(myprint); mytobj.join();
- 上面代码段的分析：
- a.主线程阻塞到这里等待myprint子线程执行完，当子线程执行完毕，这个join()就执行完毕，主线程再继续往下执行。换言之，即阻塞主线程并等待myprint()子线程执行完。
- b.如果主线程执行完毕，但子线程没执行完毕，这样的程序是不合格的！程序也是不稳定的。一个良好的程序，应该是主线程等待子线程执行完毕后，主线程才能最终退出。
(3).detach()
detach()函数即主线程不再和子线程汇合。主线程执行自己的，子线程也执行自己的，主线程也不必等待子线程运行结束。主线程可以先执行结束，这并不影响子线程的执行。 由于我们创建了很多子线程，让主线程逐个等待子线程结束，这种方法不太好，所以引入detach()方法。 一旦detach()之后，与主线程关联的thread对象就会失去与主线程的关联性。此时，子线程就会驻留在后台运行了(主线程与该子线程失去联系)，子线程就相当于被C++运行时库接管。当子线程执行完毕后，由运行时库负责清理该线程相关的资源(守护线程)。 detach()使线程myprint失去我们对其进行的控制。一旦调用了detach()，就不能再用join()，否则系统会报告异常。
(4).joinable()：
判断是否可以成功使用join()或者detach()。若返回true，则可以使用join或者detach。否则，则不能使用。
thread mytobj(myprint); if (mytobj.joinable()) { cout << "1:joinable() == true" << endl; } else { cout << "1:joinable() == false" << endl; } mytobj.detach(); // 阻塞主线程并等待myprint()子线程执行完 if (mytobj.joinable()) { cout << "2:joinable() == true" << endl; } else { cout << "2:joinable() == false" << endl; }
2.2 使用类对象创建线程
#include <iostream> #include <thread> using namespace std; class TA { public: void operator()() // 类对象变成可调用对象，即后面的括号中不能带参数 { cout << "我的线程operator()开始执行了\n"; /* 中间包含其他的业务逻辑代码 */ cout << "我的线程operator()结束执行了\n"; } }; int main(){ TA ta; // ta是一个类的对象 thread mytobj3(ta); // 同时，ta也是一个可调用对象 mytobj3.join(); // 等待子线程执行结束 cout << "I Love China" << endl; return 0; }
使用类对象创建线程的代码如上所示，但需要注意一个问题。请看如下代码：
#include <iostream> #include <thread> using namespace std; class TA { public: int &m_i; TA(int& i) : m_i(i){} void operator()() // 类对象变成可调用对象，即后面的括号中不能带参数 { cout << "m_i1的值为: " << m_i << endl; // 产生不可意料的结果！ cout << "m_i2的值为: " << m_i << endl; cout << "m_i3的值为: " << m_i << endl; cout << "m_i4的值为: " << m_i << endl; cout << "m_i5的值为: " << m_i << endl; cout << "m_i6的值为: " << m_i << endl; } }; int main(){ int myi = 6; TA ta(myi); // ta是一个类的对象 thread mytobj3(ta); // 同时，ta也是一个可调用对象 // mytobj3.join(); // 等待子线程执行结束 mytobj3.detach(); cout << "I Love China" << endl; return 0; }
分析上述代码的输出结果可知：由于使用了mytobj3.detach()，因此主线程与子线程之间是无关的。主线程执行主线程的，子线程执行子线程的。现在假设出现一种情况，主线程先执行完了，子线程后执行完的。由于子线程的函数中使用的是引用成员变量m_i，m_i是与形参引用变量i绑定在一起的。而形参变量i是主线程中实参myi的引用，myi是主线程中的局部变量，当主线程执行结束后，变量myi的内存空间就会被系统所回收。但是，子线程仍然没有执行完，还在打印已经被销毁的变量m_i的内容，那么就会产生不可意料的结果了。
对上述代码段还有一个疑问：一旦调用了detach()，当主线程执行结束了，主线程中用的这个ta对象还存在吗？答：这个ta对象已经不存在了，因为这个对象ta实际上是被复制到子线程中去的！所以执行完主线程后，ta对象会被销毁，但是所复制的ta对象依旧存在。所以，只要你这个TA类对象里没有引用、没有引用，那么就不会产生问题。验证代码如下所示：
#include <iostream> #include <thread> using namespace std; class TA { public: int &m_i; TA(int& i) : m_i(i){ cout << "TA构造函数被执行" << endl; } TA(const TA& ta) : m_i(ta.m_i) { cout << "TA()拷贝构造函数被执行" << endl; } ~TA() { cout << "TA()析构函数被执行" << endl; } void operator()() // 类对象变成可调用对象，即后面的括号中不能带参数 { cout << "m_i1的值为: " << m_i << endl; cout << "m_i2的值为: " << m_i << endl; cout << "m_i3的值为: " << m_i << endl; cout << "m_i4的值为: " << m_i << endl; cout << "m_i5的值为: " << m_i << endl; cout << "m_i6的值为: " << m_i << endl; } }; int main(){ int myi = 6; TA ta(myi); // ta是一个类的对象 thread mytobj3(ta); // 同时，ta也是一个可调用对象 // mytobj3.join(); // 等待子线程执行结束 mytobj3.detach(); cout << "I Love China" << endl; return 0; }
2.3 使用lambda表达式创建线程
int main(){ auto mylamthread = [] { cout << "我的线程3开始执行了" << endl; // ... cout << "我的线程3执行结束了" << endl; }; thread mytobj4(mylamthread); mytobj4.join(); return 0; }
