C11 多线程初学1

• 1、线程的创建和使用
• • 1.1 创建线程
  • 1.2 线程的使用
• 2.实现线程同步
• • • 2.1互斥锁
    • 2.2 条件变量
• 3.例
• • 1：两线程交替打印奇偶数

引入线程库，其提供了thread类，创建一个线程即实例化一个该类的对象，以此进行线程的创建和使用。

#include
using namespce std;

一个线程可以用一个 thread 类的对象来表示，thread类中重载了构造函数和移动拷贝构造

#include
#include

using namespace std;

void funa()
{
	cout << "thread_funa()" << endl;
}
int main()
{
	//创建线程——构造函数
	thread a(funa);
	cout << a.get_id() << endl;
	//移动拷贝构造
	thread b(std::move(a));
	cout << b.get_id() << endl;

	b.join();
	//移动拷贝构造进行资源的交换，所有要注释掉
	//a.join();
	cout << "main end" << endl;

}

注意： thread类无拷贝构造函数、无赋值运算符，即不能直接用一个事先定义好的thread对象拷贝构造另一个thread对象，也不能不能进行赋值操作。但可以将临时的thread对象赋值给另一个thread即移动拷贝构造，也可以移动赋值。

thread 提供的函数： 线程支持库
thread类常用的成员函数：

注意：每个thread 对象在调用析构销毁前，要么调用 join() 函数令主线程等待子线程执行完毕，要么调用detach() 函数将子线程和主线程分离，二者必选一，否则存在以下问题：

• 线程占用的资源无法全部释放，造成内存泄露
• 当主线程执行完毕而子线程未完时，程序执行引发异常。

在this_thread 命名空间的部分函数：

例：

//休眠1000毫秒，1s
this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(1000));

互斥锁用 mutex 类（位于std命名空间中）的对象表示，定义在头文件头文件中。
成员函数：lock()——加锁； unlock()——解锁
例：对临界资源变量n的访问

#include
using namespcase std;
mutex m; //实例化mutex对象m
void Show_n()
{
	m.lock();
	cout << n << endl;
	m.unlock();
}

实现严格基于作用域的互斥体所有权包装器：lock_fuard
原理：创建 lock_guard 对象时，它试图接收给定互斥的所有权。控制离开创建 lock_guard 对象的作用域时，销毁 lock_guard 并释放互斥。即，创建即加锁，作用域结束自动解锁。

#include
using namespcase std;
mutex m; //实例化mutex对象m
void Show_n()
{
	lock_guard g1(m);
	cout << n << endl;
}
//作用域结束，析构g1,m解锁

lock_gurad传入两个参数，第二个为adopt_lock标识时，表示该互斥量之前必须已经lock，才能使用此参数，故需要提前手动锁定。

#include
using namespcase std;
mutex m; //实例化mutex对象m
void Show_n()
{
	m.lock(); //手动锁定
	lock_guard g1(m, adopt_lock);
	cout << n << endl;
}
//作用域结束，析构g1,m解锁

实现可移动的互斥体所有权包装器：unique_lock
与lock_guard类似，用法更丰富。

unique_lock与lock_guard

try_to_lock: 尝试用mutx的lock()去锁定这个mutex，但如果没有锁定成功，会立即返回，不会阻塞在那里
defer_lock: 这个参数表示暂时先不lock，之后手动去lock，但是使用之前也是不允许去lock。

C11提供的两种表示条件变量的类：
都定义在头文件中，常与互斥锁搭配使用，避免线程间抢夺资源。

• condition_variable
  该类表示的条件变量只能和unique_lock类表示的互斥锁搭配使用；
• condition_variable_any
  该类表示的条件变量可以与任意类型的互斥锁搭配使用（如：递归互斥锁、定时互斥锁等）

条件变量常用的成员函数

关于wait() :
调用wait（）1先获得mutex，2线程被阻塞，当wait陷入休眠是会自动释放mutex。直到另外某个线程调用 notify_one或notify_all唤醒了当前线程。当线程被唤醒时，此时线程是已经自动占有了mutex。

#include
#include
#include
using namespace std;
std::mutex data_mutex;
std::condition_variable data_var;
bool tag = true;
// odd : 1 
// even: 2
// odd : 3
// even : 4

void printodd() // 打印奇数
{
	std::unique_lock ulock(data_mutex);
	for (int odd = 1; odd <= 100; odd += 2)
	{
		while (!tag)
		{
			data_var.wait(ulock);
		}
		cout << "odd: " << odd << endl;
		tag = false;
		data_var.notify_all();
	}
}
void printeven() //打印偶数
{
	std::unique_lock ulock(data_mutex);

	for (int even = 2; even <= 100; even += 2)
	{	
		while (tag)
		{
			data_var.wait(ulock);//  1 2 
		}
		cout << "even: " << even << endl;
		tag = true;
		data_var.notify_all();
	}
}


int main()
{
	thread thodd(printodd);
	thread theven(printeven);

	thodd.join();
	theven.join();
	return 0;
}

参考文献：
C++多线程unique_lock详解