C++11std::thread的使用-创新互联

std::thread

• std::thread 构造函数
• std::thread 赋值操作
• std::thread其他成员函数
• • `get_id`: 获取线程 ID
  • `joinable`: 检查线程是否可被 join
  • `detach`: Detach 线程
  • `join`: Detach 线程
  • `swap`: Swap 线程
  • `native_handle:` 返回 native handle
  • `hardware_concurrency` \[static]
• std::this_thread 命名空间中相关辅助函数
• std::thread的可联结性
• std::thread 对象析构

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//默认构造函数  
thread() noexcept;
//初始化构造函数  
templateexplicit thread(Fn&& fn, Args&&... args);
//拷贝构造函数 [deleted]  
thread(const thread&) = delete;
//Move 构造函数  
thread(thread&& x) noexcept;

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• 默认构造函数，创建一个空的std::thread执行对象。
• 初始化构造函数，创建一个std::thread对象，该std::thread对象可被joinable，新产生的线程会调用fn函数，该函数的参数由args给出。
• 拷贝构造函数(被禁用)，意味着std::thread对象不可拷贝构造。
• Move 构造函数，move 构造函数(move 语义是 C++11 新出现的概念，详见附录)，调用成功之后x不代表任何std::thread执行对象。

• 📌注意：可被joinable的std::thread对象必须在他们销毁之前被主线程join或者将其设置为detached.

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std::thread 赋值操作

//Move 赋值操作  
thread& operator=(thread&& rhs) noexcept;
//拷贝赋值操作 [deleted]  
thread& operator=(const thread&) = delete;

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• Move 赋值操作(1)，如果当前对象不可joinable，需要传递一个右值引用(rhs)给move赋值操作；如果当前对象可被joinable，则会调用terminate() 报错。
• 拷贝赋值操作(2)，被禁用，因此std::thread对象不可拷贝赋值。

• 示例

#include#include#include// std::chrono::seconds
 #include// std::cout
 #include// std::thread, std::this_thread::sleep_for

 void thread_task(int n) { std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(n));
     std::cout<< "hello thread "<< std::this_thread::get_id()<< " paused "<< n<< " seconds"<< std::endl;
 }

 int main(int argc, const char *argv[])
 { std::thread threads[5];
     std::cout<< "Spawning 5 threads...\n";
     for (int i = 0; i< 5; i++) { threads[i] = std::thread(thread_task, i + 1);
     }
     std::cout<< "Done spawning threads! Now wait for them to join\n";
     for (auto& t: threads) { t.join();
     }
     std::cout<< "All threads joined.\n";

     return EXIT_SUCCESS;
 }

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std::thread其他成员函数get_id: 获取线程 ID

1. 如果该std::thread是joinable状态(joinable状态后面会提到)，那么就返回一个独一无二的(unique)的当前std::thread的id(std::thread::id).
2. 如果该std::thread是not joinable状态，返回std::thread::id();

joinable: 检查线程是否可被 join

该函数返回一个bool值：

1. 如果当前std::thread对象是default-constructor构造出来的返回false.
2. 如果当前std::thread对象被移动到了其他std::thread对象返回false.
3. 如果当前std::thread对象的detach()和join()被调用过了返回false.

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检查当前的线程对象是否表示了一个活动的执行线程，由默认构造函数创建的线程是不能被 join 的。
另外，如果某个线程 已经执行完任务，但是没有被 join 的话，该线程依然会被认为是一个活动的执行线程，因此也是可以被 join 的。

detach: Detach 线程

Detach 线程。 将当前线程对象所代表的执行实例与该线程对象分离，使得线程的执行可以单独进行。一旦线程执行完毕，它所分配的资源将会被释放。

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调用 detach 函数之后：

• *this不再代表任何的线程执行实例。
• joinable() == false
• get_id() == std::thread::id()

📌另外，如果出错或者joinable() == false，则会抛出std::system_error。

join: Detach 线程

block(阻塞)调用join()的线程，直到std::thread所在的线程完成，与此同时std::thread独显被设置为not joinable.

swap: Swap 线程

Swap 线程，交换两个线程对象所代表的底层句柄(underlying handles)。

native_handle:返回 native handle

返回 native handle（由于 std::thread 的实现和操作系统相关，因此该函数返回与 std::thread 具体实现相关的线程句柄，例如在符合 Posix 标准的平台下(如 Unix/Linux)是 Pthread 库）。

• 示例

#include#include#include#include#includestd::mutex iomutex;
 void f(int num)
 {std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));

  sched_param sch;
  int policy; 
  pthread_getschedparam(pthread_self(), &policy, &sch);
  std::lock_guardlk(iomutex);
  std::cout<< "Thread "<< num<< " is executing at priority "
 << sch.sched_priority<< '\n';
 }

 int main()
 {std::thread t1(f, 1), t2(f, 2);

   sched_param sch;
   int policy; 
   pthread_getschedparam(t1.native_handle(), &policy, &sch);
   sch.sched_priority = 20;
   if(pthread_setschedparam(t1.native_handle(), SCHED_FIFO, &sch)) {   std::cout<< "Failed to setschedparam: "<< std::strerror(errno)<< '\n';
   }

   t1.join();
   t2.join();
 }

hardware_concurrency[static]

检测硬件并发特性，返回当前平台的线程实现所支持的线程并发数目，但返回值仅仅只作为系统提示(hint)。

• 示例

#include#includeint main() {unsigned int n = std::thread::hardware_concurrency();
   std::cout<< n<< " concurrent threads are supported.\n";
 }

std::this_thread 命名空间中相关辅助函数

• get_id:返回一个独一无二的当前线程的ID（一般也就是unsigned int类型).
• yield: 使正在处于运行状态的该线程，回到可运行状态，以允许其他具有相同优先级的线程获得先执行的机会。但是很有可能该线程刚刚回到可执行状态又被再次执行。
• sleep_until: 线程休眠至某个指定的时刻(time point)，该线程才被重新唤醒
• sleep_for: 线程休眠某个指定的时间片(time span)，该线程才被重新唤醒，不过由于线程调度等原因，实际休眠时间可能比 sleep_duration 所表示的时间片更长。

std::thread的可联结性

一个 std::thread 对象只可能处于可联结或不可联结两种状态之一。即 std::thread 对象是否与某个有效的底层线程关联。

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• 可联结：当线程可运行、已经运行或处于阻塞时是可联结的。但如果某个底层线程已经执行完任务，但是没有被 join 的话，该线程依然会被认为是一个活动的执行线程，仍然处于 joinable 状态。
• 不可联结：不带参构造的std::thread对象为不可联结，因为底层线程还没创建；已经移动的std::thread对象为不可联结；已经调用join或detach的对象为不可联结状态。
• joinable()：判断是否可以成功使用join()或者detach()，返回true 表示可以，否则返回false

std::thread 对象析构

std::thread 对象析构时，会先判断joinable()，如果可联结，则程序会直接被终止（terminate）。
因此，在创建 thread 对象以后，要在随后的某个地方显式地调用 join 或 detach 以便让std::thread处于不可联结状态。

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本文题目：C++11std::thread的使用-创新互联
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