C++ std::thread怎么使用
本文讲解"C++ std::thread如何使用"，希望能够解决相关问题。
C++是一种高级编程语言，被广泛用于开发高性能、大规模、复杂的软件系统。其中一个强大的特性就是多线程编程，而std::thread是C++标准库提供的多线程支持的重要组成部分。
std::thread是一个轻量级线程类，它允许程序员创建、启动、停止、等待线程。与其他多线程库不同，std::thread在运行时不需要显式地创建和销毁线程，而是通过构造和析构线程对象来完成这些操作。
一、std::thread的构造和析构
std::thread的构造函数需要传入一个可调用对象，这个可调用对象可以是一个函数指针、一个函数对象、一个lambda表达式或一个类成员函数指针。创建线程的方式非常简单，例如：
void my_func()
{
// do something
}
std::thread my_thread(my_func); // 使用函数指针创建线程线程对象创建后，它的执行路径就已经开始了。我们可以通过std::thread对象的join()方法等待线程结束并阻塞主线程：
std::thread my_thread(my_func); my_thread.join(); // 阻塞主线程等待子线程结束
当线程对象被销毁时，它会自动调用析构函数，如果线程没有被join()或detach()，则程序会终止并抛出std::terminate异常。
std::thread my_thread(my_func); // 不调用join()或detach() // 当my_thread对象离开作用域时会抛出std::terminate异常
二、std::thread的成员函数
std::thread类还有一些非常有用的成员函数，可以帮助我们管理线程的生命周期、获取线程信息和控制线程行为。
1.join()和detach()
join()方法可以阻塞主线程等待子线程结束，而detach()方法则将线程对象与底层线程分离，使得线程对象的生命周期不再受限于线程的生命周期。
std::thread my_thread(my_func); my_thread.detach(); // 分离线程，线程对象的生命周期不再受限于线程的生命周期
2.get_id()
get_id()方法返回线程对象所代表的线程的唯一标识符，这个标识符可以用来比较不同的线程对象是否代表同一个线程。
std::thread my_thread1(my_func);
std::thread my_thread2(my_func);
if (my_thread1.get_id() == my_thread2.get_id())
{
// 不会执行到这里
}3.hardware_concurrency()
hardware_concurrency()方法返回计算机硬件支持的并发线程数，这个值通常等于处理器的核心数。
std::cout << "可用线程数：" << std::thread::hardware_concurrency() << std::endl;
三、线程间的通信
线程间的通信是多线程编程中的一个重要问题，std::thread类提供了一些机制来帮助我们实现线程间的通信和同步。
1.std::atomic
std::atomic是一个原子类型，它可以保证对该类型的操作是原子的，即不会被其他线程中断。std::atomic可以用于实现线程间的共享变量。
std::atomic<int> counter{0};
void my_func()
{
counter++;
}
int main()
{
std::thread t1(my_func);
std::thread t2(my_func);
t1.join();
t2.join();
std::cout << counter << std::endl; // 输出2
return 0;
}2.std::mutex和std::lock_guard
std::mutex是一个互斥量，它可以用于实现线程间的互斥访问。std::lock_guard是一个RAII风格的互斥量保护器，它可以在构造函数中获取互斥量的锁，在析构函数中释放互斥量的锁。
std::atomic<int> counter{0};
void my_func()
{
counter++;
}
int main()
{
std::thread t1(my_func);
std::thread t2(my_func);
t1.join();
t2.join();
std::cout << counter << std::endl; // 输出2
return 0;
}3.std::condition_variable
std::condition_variable是一个条件变量，它可以用于实现线程间的同步。std::condition_variable通常与std::unique_lock一起使用，可以实现线程的等待和唤醒操作。
std::mutex my_mutex;
std::condition_variable my_cv;
bool ready = false;
void my_func()
{
std::unique_lock<std::mutex> lock(my_mutex); // 获取互斥量的锁
ready = true;
my_cv.notify_one(); // 唤醒等待中的线程
}
int main()
{
std::thread t1(my_func);
std::unique_lock<std::mutex> lock(my_mutex);
my_cv.wait(lock, []{return ready;}); // 等待线程的唤醒
t1.join();
return 0;
}四、线程的异常处理
多线程程序中的异常处理是一个复杂的问题，std::thread类提供了一些机制来帮助我们处理线程中的异常。
1.try-catch块
在线程函数中使用try-catch块可以捕获线程中的异常，防止异常影响其他线程和整个程序。
void my_func()
{
try
{
// do something
}
catch (const std::exception& e)
{
// 处理异常
}
}
int main()
{
std::thread t1(my_func);
std::thread t2(my_func);
t1.join();
t2.join();
return 0;
}2.std::terminate
std::terminate是一个函数，它可以用于终止程序的执行。当线程中发生未被捕获的异常时，程序会自动调用std::terminate函数来终止程序的执行。
void my_func()
{
throw std::runtime_error("something went wrong");
}
int main()
{
std::thread t1(my_func);
std::thread t2(my_func);
t1.join();
t2.join();
return 0;
}在上面的代码中，my_func函数会抛出一个std::runtime_error异常，如果这个异常没有被try-catch块捕获，程序就会调用std::terminate函数来终止程序的执行。
3.std::exception_ptr
std::exception_ptr是一个类，它可以用于保存线程中发生的异常。我们可以在主线程中调用std::exception_ptr::rethrow_exception函数来重新抛出线程中的异常。
std::exception_ptr my_exception;
void my_func()
{
try
{
// do something
}
catch (...)
{
my_exception = std::current_exception(); // 保存异常
}
}
int main()
{
std::thread t1(my_func);
std::thread t2(my_func);
t1.join();
t2.join();
if (my_exception)
{
try
{
std::rethrow_exception(my_exception); // 重新抛出异常
}
catch (const std::exception& e)
{
// 处理异常
}
}
return 0;
}在上面的代码中，my_func函数会捕获任何类型的异常，并将异常保存到my_exception变量中。在主线程中，如果my_exception变量中保存了异常，我们就调用std::rethrow_exception函数重新抛出异常，并在catch块中处理异常。
关于 "C++ std::thread如何使用" 就介绍到此。希望多多支持编程宝库。
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