c++11新特性多线程操作实战

2023-07-14 15:00:04 68

c++11多线程操作

线程

thread

intmain()
{
threadt1(Test1);
t1.join();
threadt2(Test2);
t2.join();
threadt3=t1;
threadt4(t1);
threadt5=std::move(t1);
threadt6(std::move(t1));
return0;
}

t3,t4创建失败，因为thread的拷贝构造和赋值运算符重载的原型是：

thread(constthread&)=delete;
thread&operator=(constthread&)=delete;

被禁用了，但是t5,t6线程是创建成功的。std::move把t1转换为右值，调用的是函数原型为thread&operator=(thread&&_Other)noexcept和thread(thread&&_Other)noexcept。

当线程对象t1被移动拷贝和移动赋值给t5和t6的时候，t1就失去了线程控制权，也就是一个线程只能同时被一个线程对象所控制。最直观的是t1.joinable()返回值为false,joinable()函数后面介绍。

使用类成员函数作为线程参数：

classTask
{
public:
Task(){}
voidTask1(){}
voidTask2(){}
private:
};

intmain()
{
Tasktask;
threadt3(&Task::Task1,&task);
t3.join();
return0;
}

关键点是要创建一个类对象，并作为第二个参数传入thread（）线程的构造函数中去。

管理当前线程的函数

yield

此函数的准确性为依赖于实现，特别是使用中的OS调度器机制和系统状态。例如，先进先出实时调度器（Linux的SCHED_FIFO）将悬挂当前线程并将它放到准备运行的同优先级线程的队列尾（而若无其他线程在同优先级，则yield无效果）。

#include
#include
#include

//建议其他线程运行一小段时间的“忙睡眠”
voidlittle_sleep(std::chrono::microsecondsus)
{
autostart=std::chrono::high_resolution_clock::now();
autoend=start+us;
do{
std::this_thread::yield();
}while(std::chrono::high_resolution_clock::now()(elapsed).count()
<<"microseconds\n";
}

get_id

这个函数不用过多介绍了，就是用来获取当前线程id的，用来标识线程的身份。

std::thread::idthis_id=std::this_thread::get_id();

sleep_for

位于this_thread命名空间下，msvc下支持两种时间参数。

std::this_thread::sleep_for(2s);
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));

sleep_untile

参数构建起来挺麻烦的，一般场景下要求线程睡眠的就用sleep_for就行了

usingstd::chrono::system_clock;
time_ttt=system_clock::to_time_t(system_clock::now());
structstd::tm*ptm=localtime(&tt);
std::this_thread::sleep_until(system_clock::from_time_t(mktime(ptm)));

互斥

mutex

对于互斥量看到一个很好的比喻：

单位上有一台打印机（共享数据a），你要用打印机（线程1要操作数据a），同事老王也要用打印机(线程2也要操作数据a)，但是打印机同一时间只能给一个人用，此时，规定不管是谁，在用打印机之前都要向领导申请许可证（lock），用完后再向领导归还许可证(unlock)，许可证总共只有一个,没有许可证的人就等着在用打印机的同事用完后才能申请许可证(阻塞，线程1lock互斥量后其他线程就无法lock,只能等线程1unlock后，其他线程才能lock)，那么，这个许可证就是互斥量。互斥量保证了使用打印机这一过程不被打断。

代码示例：

mutexmtx;

intgNum=0;
voidTest1()
{
mtx.lock();
for(intn=0;n<5;++n)
gNum++;
mtx.unlock();
}

voidTest2()
{
std::cout<<"gNum="<
join()表示主线程等待子线程结束再继续执行，如果我们的期望是打印循环自增之后的gNum的值，那t1.join()就放在t2创建之前调用。因为t2的创建就标志着t2线程创建好然后开始执行了。
通常mutex不单独使用，因为lock和unlock必须配套使用，如果忘记unlock很可能造成死锁，即使unlock写了，但是如果在执行之前程序捕获到异常，也还是一样会死锁。如何解决使用mutex造成的死锁问题呢？下面介绍unique_gard和lock_guard的时候详细说明。
timed_mutex

提供互斥设施，实现有时限锁定
recursive_mutex

提供能被同一线程递归锁定的互斥设施
recursive_timed_mutex

提供能被同一线程递归锁定的互斥设施，并实现有时限锁定
通用互斥管理
lock_guard


voidTest1()
{
std::lock_guardlg(mtx);
for(intn=0;n<5;++n)
{
gNum++;
std::cout<<"gNum="<
lock_guard相当于利用RAII机制（“资源获取就是初始化”）把mutex封装了一下，在构造中lock，在析构中unlock。避免了中间过程出现异常导致的mutex不能够正常unlock.

scoped_lock(c++17)
unique_lock
defer_lock_t
try_to_lock_t
adopt_lock_t
defer_lock
try_to_lock
adopt_lock

通用锁算法

try_lock
lock

单次调用

once_flag
call_once

条件变量

condition_variable
condition_variable_any
notify_all_at_thread_exit
cv_status

Future

promise
packaged_task
future
shared_future
async
launch
future_status
Future错误

future_error
future_category
future_errc





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