这篇文章主要讲解了“C++中的std::thread怎么使用”,文中的讲解内容简单清晰,易于学习与理解,下面请大家跟着小编的思路慢慢深入,一起来研究和学习“C++中的std::thread怎么使用”吧!
C++11之前,window和linux平台分别有各自的多线程标准,使用C++编写的多线程往往是依赖于特定平台的。
Window平台提供用于多线程创建和管理的win32 api;
Linux下则有POSIX多线程标准,Threads或Pthreads库提供的API可以在类Unix上运行;
在C++11新标准中,可以简单通过使用thread库,来管理多线程。thread库可以看做对不同平台多线程API的一层包装;因此使用新标准提供的线程库编写的程序是跨平台的。
每一个 C++11 程序都包含一个主线程即 main() 函数,在 C++11 中可以通过创建 std::thread 对象来创建新的线程,每个 std::thread 对象都可以与一个线程相关联。
需要引用的头文件:
#include <thread>
可以给 std::thread 对象添加函数,这个回调函数将在这个新线程启动时执行。这些回调可以是:
函数指针;
函数对象;
Lambda 函数。
创建 thread 对象:
std::thread thObj(<CALLBACK>);
新线程将在创建新对象后立即启动,并将并行地执行(当参数)传递给线程的回调函数。此外,任何线程都可以通过调用某线程对象上的 join( ) 函数来等待此线程退出。
来看一个例子,主线程将创建另外一个线程,创建这个新线程后,主线程会在控制台上打印一些数据,然后等待新创建的线程退出。
使用函数指针创建线程:
#include <thread>
void thread_function() {
for(int i = 0; i < 10000; i++);
std::cout<<"thread function Executing"<<std::endl;
}
int main() {
std::thread threadObj(thread_function);
for(int i = 0; i < 10000; i++);
std::cout<<"Display From MainThread"<<std::endl;
threadObj.join();
std::cout<<"Exit of Main function"<<std::endl;
return 0;
}
使用函数对象创建线程:
#include <iostream>
#include <thread>
class DisplayThread {
public:
void operator()() {
for(int i = 0; i < 10000; i++)
std::cout<<"Display Thread Executing"<<std::endl;
}
};
int main() {
std::thread threadObj( (DisplayThread()) );
for(int i = 0; i < 10000; i++)
std::cout<<"Display From Main Thread "<<std::endl;
std::cout<<"Waiting For Thread to complete"<<std::endl;
threadObj.join();
std::cout<<"Exiting from Main Thread"<<std::endl;
return 0;
}
使用 Lambda 函数创建线程:
#include <iostream>
#include <thread>
int main() {
int x = 9;
std::thread threadObj([]{
for(int i = 0; i < 10000; i++)
std::cout<<"Display Thread Executing"<<std::endl;
});
for(int i = 0; i < 10000; i++)
std::cout<<"Display From Main Thread"<<std::endl;
threadObj.join();
std::cout<<"Exiting from Main Thread"<<std::endl;
return 0;
}
如何区分线程:
每个 std::thread 对象都有一个 ID,使用下面的函数可以获取:
std::thread::get_id()
获取当前线程的 ID:
std::this_thread::get_id()
如果 std::thread 对象没有和任何对象关联,则 get_id() 函数会返回默认构造的 std::thread::id 对象,即“非线程”。std::thread::id 是一个对象,它也可以在控制台上进行比较和打印:
#include <iostream>
#include <thread>
void thread_function() {
std::cout<<"Inside Thread :: ID = "<<std::this_thread::get_id()<<std::endl;
}
int main() {
std::thread threadObj1(thread_function);
std::thread threadObj2(thread_function);
if(threadObj1.get_id() != threadObj2.get_id())
std::cout<<"Both Threads have different IDs"<<std::endl;
std::cout<<"From Main Thread :: ID of Thread 1 = "<<threadObj1.get_id()<<std::endl;
std::cout<<"From Main Thread :: ID of Thread 2 = "<<threadObj2.get_id()<<std::endl;
threadObj1.join();
threadObj2.join();
return 0;
}
① std::promise
为了在不同的线程之间传递数据,C++ 引入了 std::promise 和 std::future 这两种数据结构,在头文件 <future> 中包含。
promise 是一个范型的数据结构,你可以定义一个整形的 promise:promise,这意味着线程之间传递的值是整形。promise 的 get_future() 方法返回一个 future 数据结构,从这个 future 数据结构可以获取设置给 promise 的值:
#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>
using namespace std;
int main() {
promise<int> a_promise;
auto a_future = a_promise.get_future();
a_promise.set_value(10);
cout << a_future.get() << endl;
cout << "after get()" << endl;
return 0;
}
输出结构是:
10
after get()
实际上,上面的例子并没有使用线程,但是很好得展示了 promise 和 future 之间的关系。更复杂一点的使用场景可能如下:
主线程定义一个 promise,命名为 p;
主线程调用 p.get_future(),并把返回值保存为引用 f;
主线程启动一个子线程,并把 p 作为启动参数传给子线程;
主线程调用 f.get(),但是此时子线程还未将数据放入 promise 内,所以主线程挂起;
子线程执行完,获取到结果,并把结果写入 p;
主线程从 f.get() 的调用中被唤醒,获取到子线程写入 p 的值,继续执行。
② std::packaged_task
C++11 很贴心地提供 packaged_task 类型,可以不用直接使用 std::thread 和 std::promise,直接就能够生成线程,派遣任务:
#include <iostream>
#include <future>
using namespace std;
int f() {
string hi = "hello, world!";
cout << hi << endl;
return hi.size();
}
int main() {
packaged_task<int ()> task(f);
auto result = task.get_future();
task();
cout << result.get() << endl;
return 0;
}
运行结果为:
hello, world!
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③ std::async
std::packaged_task 要求自己启动任务,比如要显示调用 task(),如果连这一步都想省了的话,可以使用 std:async:
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <numeric>
#include <future>
template <typename RandomIt>
int parallel_sum(RandomIt beg, RandomIt end) {
auto len = end - beg;
if (len < 1000)
return std::accumulate(beg, end, 0);
RandomIt mid = beg + len/2;
auto handle = std::async(std::launch::async,
parallel_sum<RandomIt>, mid, end);
int sum = parallel_sum(beg, mid);
return sum + handle.get();
}
int main() {
std::vector<int> v(10000, 1);
std::cout << "The sum is " << parallel_sum(v.begin(), v.end()) << '\n';
}
运行结果:
The sum is 10000
④ std::this_thread
C++11 专门提供了一个命名空间 std::this_thread 来表示当前线程。
std::this_thread 提供了几个方法可以对线程做一定的控制:
get_id(),获取线程 id;
yield(),释放执行权;
sleep_for(),使线程沉睡一定时间。
#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>
using namespace std;
int f(promise<int> my_promise) {
string hi = "hello, world!";
my_promise.set_value(hi.size());
this_thread::sleep_for(0.1s);
cout << hi << endl;
}
int main() {
promise<int> f_promise;
auto result = f_promise.get_future();
thread f_thread(f, move(f_promise));
cout << result.get() << endl;
f_thread.join();
return 0;
}
感谢各位的阅读,以上就是“C++中的std::thread怎么使用”的内容了,经过本文的学习后,相信大家对C++中的std::thread怎么使用这一问题有了更深刻的体会,具体使用情况还需要大家实践验证。这里是亿速云,小编将为大家推送更多相关知识点的文章,欢迎关注!
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