C++11 併發指南二(std::thread 詳解)

上一篇博客《C++11 併發指南一(C++11 多線程初探)》中只是提到了 std::thread 的基本用法，並給出了一個最簡單的例子，本文將稍微詳細地介紹 std::thread 的用法。

std::thread 在 <thread> 頭文件中聲明，所以使用 std::thread 時須要包含 <thread> 頭文件。

std::thread 構造

default (1)	thread() noexcept;
initialization (2)	template <class Fn, class... Args> explicit thread (Fn&& fn, Args&&... args);
copy [deleted] (3)	thread (const thread&) = delete;
move (4)	thread (thread&& x) noexcept;

• (1). 默認構造函數，建立一個空的 thread 執行對象。
• (2). 初始化構造函數，建立一個 thread對象，該 thread對象可被 joinable，新產生的線程會調用 fn 函數，該函數的參數由 args 給出。
• (3). 拷貝構造函數(被禁用)，意味着 thread 不可被拷貝構造。
• (4). move 構造函數，move 構造函數，調用成功以後 x 不表明任何 thread 執行對象。
• 注意：可被 joinable 的 thread 對象必須在他們銷燬以前被主線程 join 或者將其設置爲 detached.

std::thread 各類構造函數例子以下（參考）：

#include <iostream>
#include <utility>
#include <thread>
#include <chrono>
#include <functional>
#include <atomic>
 
void f1(int n)
{
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        std::cout << "Thread " << n << " executing\n";
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
    }
}
 
void f2(int& n)
{
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        std::cout << "Thread 2 executing\n";
        ++n;
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
    }
}
 
int main()
{
    int n = 0;
    std::thread t1; // t1 is not a thread
    std::thread t2(f1, n + 1); // pass by value
    std::thread t3(f2, std::ref(n)); // pass by reference
    std::thread t4(std::move(t3)); // t4 is now running f2(). t3 is no longer a thread
    t2.join();
    t4.join();
    std::cout << "Final value of n is " << n << '\n';
}

move 賦值操做

move (1)	thread& operator= (thread&& rhs) noexcept;
copy [deleted] (2)	thread& operator= (const thread&) = delete;

• (1). move 賦值操做，若是當前對象不可 joinable，須要傳遞一個右值引用(rhs)給 move 賦值操做；若是當前對象可被 joinable，則 terminate() 報錯。
• (2). 拷貝賦值操做被禁用，thread 對象不可被拷貝。

請看下面的例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#include <chrono>    // std::chrono::seconds
#include <iostream>  // std::cout
#include <thread>    // 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;
}

/*
 * ===  FUNCTION  =========================================================
 *         Name:  main
 *  Description:  program entry routine.
 * ========================================================================
 */
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;
}  /* ----------  end of function main  ---------- */

其餘成員函數

• get_id

獲取線程 ID。

• joinable

檢查線程是否可被 join。

• join

Join 線程。

• detach

Detach 線程

• swap

Swap 線程 。

• native_handle

返回 native handle。

• hardware_concurrency [static]

檢測硬件併發特性。