多线程学习基础

#include 
thread th1;

#include 
mutex x1;
shared_mutex x2;

在进入临界区之前对互斥量加锁lock，退出临界区时对互斥量解锁unlock；
调用该函数后，调用函数会锁定mutex，在有些情况下调用函数会阻塞

• 如果mutex当前没有被任何其他线程locked，则调用线程lock这个mutex对象
• 如果mutex目前被其他线程locked，则当前线程阻塞直到mutex被其他线程unlock
• 如果mutex目前被当前线程lock，则会产生死锁错误。大部分情况会崩溃，因为mutex不支持递归

try_lock：尝试锁定互斥锁。如果互斥锁被其他线程占有，则当前调用线程也不会被阻塞，而是由该函数调用返回false；如果该互斥锁已经被当前调用线程锁住，则会产生死锁

在C++14中提供了shared_mutex解决读写锁问题，同时只能有一个写者 or 同时有多个读者

lock_shared共享所有者是有上限的，限制最多有多少个对象可以拥有共享所有权，如果超出上限值，阻塞执行，直至共享所有者的数目减少

• 所以shared_mutex和mutex分别构成读锁和写锁，其中lock_shared和unlock_shared进行读者的锁定与解锁，lock和unlock进行写者的锁定与解锁

可以使用lock_shared()代替lock()和unlock()

lock_shared
lock_shared可以理解为一个类，在构造函数中加锁，在析构函数中解锁，lock_shared利用的是c++中的 RAII 语法（Resource Acquisition Is Initialization 资源获取就是初始化）,C++标准保证任何情况下，已构造的对象最终会销毁。智能指针就是利用RAII语法。

• 通过利用使用{ }来调整作用域范围，使互斥量在适合的地方被解锁，如下

void threadmain(int a)
{
    {
        lock_guard g2(m);
        cout << "proc2函数正在改写a" << endl;
        cout << "原始a为" << a << endl;
        cout << "现在a为" << a + 1 << endl;
    }//通过使用{}来调整作用域范围，可使得 m 在合适的地方被解锁
    cout << "作用域外的内容3" << endl;
    cout << "作用域外的内容4" << endl;
    cout << "作用域外的内容5" << endl;
}

unique_lock
unique_lock与lock_guard类似，都可以做到自动加锁和解锁，但是lock_guard使用之后不能手动lock()和手动unlock()，unique_lock可以手动lock()和手动unlock()
std::unique_lock要比std::lock_guard更灵活，但是更灵活的代价是占用空间相对更大一点且相对更慢一点，付出性能成本

使用adopt_lock之前必须先lock

my_mutex.lock();
//要先lock(),后续才能用unique_lock的std::adopt_lock参数
std::unique_lock uniquelock_test(my_mutex,std::adopt_lock);

使用try_to_lock需要使用uniquelock_test.owns_lock()测试是否拿到锁，因为没有锁定成功，不会阻塞

std::unique_lock uniquelock_test(my_mutex,std::try_to_lock);
	if (uniquelock_test.owns_lock())
	{
		//拿到了锁
		//...
		//其他处理代码
	}
	else
	{
		//没拿到锁
		//...
		//其他处理代码
	}

使用defer_lock之前不能加锁，并且之后要手动加锁，因为初始化的没有加锁的mutex

std::unique_lock uniquelock_test(my_mutex, std::defer_lock);
//不能自己先lock，否者会出现异常
//之后需要手动 lock，unlock在析构函数中自动执行了

unique_lock可以把拥有的所有权，可以转移给其他的unique_lock对象，所有权转移，mutex可以转移，但是不能复制

	mutex m;
	std::unique_lock m1(m,defer_lock);
	std::unique_lock m2(std::move(m2));//所有权转移，此时由m2来管理互斥量m
	m2.lock();
    m2.unlock();
    m2.lock();
}

递归锁 std::recursive_mutex
允许同一线程多次锁定，最后一次unlock时释放lock；
定时递归锁 std::recursive_timed_mutex

定时的互斥锁 std::time_mutex
std::timed_mutex 比 std::mutex 多了两个成员函数：

条件变量：condition_variable
多线程通信同步使用，使其他线程等待或者通知继续

#include 

是用来同步线程，利用notify_one为通知，其他接收者线程调用wait()，进入阻塞状态。只要发送者线程一调用notify_one，接收者就开始行动，不再阻塞。

wait函数

1. wait（unique_lock ＆lck）
   当前线程的执行会被阻塞，直到收到 notify 为止。
2. wait（unique_lock ＆lck，Predicate pred）
   当前线程仅在pred=false时阻塞；如果pred=true时，不阻塞
   wait（）可依次拆分为三个操作：释放互斥锁、等待在条件变量上、再次获取互斥锁

mutex my_mutex;
condition_variable cond;
bool pred = false;

thread1  线程1中
{
	my_mutex.lock();	    				---1
	cond.wait(my_mutex,pred);
	while(!pred())							---2         
		等待signal，并调用locker.unlock()		---3
		接受signal返回并调用locker.lock()		---4
}
________________________________________

thread1  线程2中
{
	my_mutex.lock();							---5
	pred = true;								---6
	cond.notify_one();                          ---7
	//cond.notify_all();				
	my_mutex.unlock();					    	---8
}

无论thread1还是thread2先启动，都能实现想要的效果，先看看假设thread1先启动，执行流程：1，2，3，此时thread1进入block状态等待signal，thread2无论在1,2,3的哪一步启动，启动后执行流程都是5，6，7，8，然后thread1执行4，然后进行下一轮循环，判定条件成功，跳出循环，进入下一步。
假设thread2先启动，执行流程为：5，6，7，8，此时无乱thread1在哪一步启动，执行顺序都为1，2，thread1在进行第一轮条件判断时直接跳过等待进入下一步。
加锁my_mutex.lock()的作用：1 保护pred资源，避免多线程同时读写该资源、2 保证等待线程中pred的读操作和wait操作的原子性

Futures：
多线程异步使用