C++11多线程与并发初探

Posted 2021-04-21 IT路上人

现在计算机技术领域，实现并发程序已经成为所有C++程序员的必备技能。随着程序越来越复杂，并发的应用越来越多。今天我们就来了解下C++11多线程和并发实现。

什么是并发（concurrency）？

并发指应用能够交替执行不同的任务。当多个程序在相互通信时同时运行时，就会发生并发，这个过程是由多个不同的线程执行的。并发不是同时执行多个任务，而是同一时间段内发生了多件事情，但是因为完成的非常快速，看起来像是同时发生。

C++并发性的历史

并发在C++中第一次被引入是在C++ 11的标准中，C++11并发包括线程、C++内存模型、条件变量、互斥等等。C++ 11标准与C++ 17的标准发生了巨大的变化。在C++17版本的标准模板库（STL）中加入了并行算法，大大提高了并发代码的性能。

并发（Concurrency）与并行（parallelism）

并发性和并行性常常混淆在一起，但理解两者之间的区别很重要。

并发:指应用能够交替执行不同的任务。

两者区别：一个是交替执行，一个是同时执行。

在C++中，实现并发最常见的两种方法是多线程和并行。虽然这些可以用于其他编程语言，但C++的并发优点更多，首先C++比其他编程语言拥有更低的平均开销，其次C++具备实现复杂指令的能力。

下面，我们将探讨C++编程中的并发编程和多线程。

C++多线程

C++多线程涉及创建和使用线程对象（比如使用std::thread来创建线程对象）来独立执行委托的子任务。在创建线程时，将向线程传递一个要完成的函数，并可选的为该函数传递参数。

虽然每个单独的线程可能一次只完成一个功能，但线程池允许我们回收和重用线程对象，从而给程序带来了无限多任务的错觉。这不仅利用了多个CPU内核，而且还允许开发人员通过操作线程池大小来控制执行的任务数。这样可以确保程序有效地使用计算机资源，而不会导致系统过载。

C++11多线程创建方法

在每个C++应用程序中，都有一个主线程（main函数）。在C++11标准中，创建线程可以通过类std::thread来创建。该类需要包含头文件：

#include <thread>

初始化std::thread类对象，有三种参数传递方式：

• 函数指针

• 类对象

• lambda表达式

例如，可以这样创建线程对象：

std::thread thObj(<CALLBACK>);

线程对象创建后，就可以并行地执行传递的回调函数。

如果在退出前，想等待所有线程结束再退出，可以使用join()函数。

1. 使用函数指针创建线程

2. 使用类对象创建线程

  

3. 使用lambda表示创建线程

线程在运行过程中，如果区分线程呢？

每个线程都有自己的线程ID，通过std::thread创建的线程可以使用std::thread::get_id()来获取线程ID。

比如获取当前线程ID：

std::this_thread::get_id()

如果std::thread没有关联任何线程对象，那么get_id()会返回一个std::thread的默认构造函数对象。

【IT路上人】

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