近期看到有讀者在公眾號(hào)留言問有沒有C 多線程的學(xué)習(xí)方法，我這里特意總結(jié)了下，希望能對(duì)大家有所幫助。

目錄

• 什么是多線程？

• 為什么使用多線程？

• 如何創(chuàng)建線程？

• joinable()？

• 多線程參數(shù)傳遞方式

• 鎖

• 原子變量

• 條件變量

• async

• 多線程周邊

• 關(guān)于多線程的一些建議

什么是多線程？

不介紹，基礎(chǔ)知識(shí)，直接看維基百科：https://zh.wikipedia.org/wiki/多線程

為什么要用多線程？

不介紹，基礎(chǔ)知識(shí)，和上面在一個(gè)鏈接。

C 多線程知識(shí)點(diǎn)

如何創(chuàng)建線程？

多線程有多種創(chuàng)建方式：pthread、std::thread、std::jthread。

這里我推薦學(xué)習(xí)C 11引入的std::thread，它較pthread更方便，且在C 中更加常用。

至于std::jthread，不用管，學(xué)完std::thread后自然就能學(xué)會(huì)std::jthread。

關(guān)于C 11的多線程具體介紹可以看c 11新特性之線程相關(guān)所有知識(shí)點(diǎn)

使用std::thread創(chuàng)建線程很簡(jiǎn)單，直接利用它的構(gòu)造函數(shù)即可：

void func() { xxxx;}
int main() { std::thread t(func); if (t.joinable()) { t.join(); } return 0;}注意上面代碼，我使用了一個(gè)joinable()和join()，為什么要這么做？

因?yàn)槿绻贿@么調(diào)用，在thread生命周期結(jié)束時(shí)，程序會(huì)crash。原因直接看thread的析構(gòu)函數(shù)：

~thread(){ if (joinable()) std::terminate();}

join()和detach()？

上面介紹了不調(diào)用join，程序會(huì)crash，其實(shí)也可以調(diào)用detach來避免程序crash，那它倆有什么區(qū)別？

join()表示阻塞等待子線程執(zhí)行結(jié)束，子線程結(jié)束后才會(huì)繼續(xù)往下執(zhí)行。

detach()表示與當(dāng)前對(duì)象分離，子線程無論做啥，無論是否執(zhí)行結(jié)束都與我無關(guān)，愛咋咋地，最終靠操作系統(tǒng)回收相關(guān)資源。

joinable()是什么？

上面代碼中出現(xiàn)了joinable()，可以簡(jiǎn)單理解為如果沒有調(diào)用join()或者detach()，joinable()就返回true。如果調(diào)用了其中一個(gè)，joinable()就返回false。它主要就是為了搭配join()和detach()使用。

參數(shù)傳遞問題

多線程其實(shí)就是開啟一個(gè)線程，運(yùn)行某一個(gè)函數(shù)，上面的示例是運(yùn)行的無參函數(shù)，那如何運(yùn)行有參函數(shù)？怎么將參數(shù)傳遞進(jìn)去？其實(shí)有好幾種方法傳遞參數(shù)，我更傾向于使用的是lambda表達(dá)式，將有參函數(shù) 參數(shù)封裝成無參函數(shù)，然后多線程調(diào)用。

示例代碼：

#include #include
void func(int a, int b) { std::cout << "a b = " << a b << std::endl; }
int main() { auto lambda = []() { func(1, 2); }; std::thread t(lambda); if (t.joinable()) { t.join(); } return 0;}

關(guān)于lambda表達(dá)式我之前寫過文章介紹，可以看這里：

搞定c 11新特性std::function和lambda表達(dá)式

編譯器如何實(shí)現(xiàn)lambda表達(dá)式？

成員函數(shù)問題

很多人可能還有疑問，如果多線程運(yùn)行類對(duì)象的成員函數(shù)，這里可以使用和上面相同的方法，lambda表達(dá)式：

#include #include #include
struct A { void Print() { std::cout << "A\n"; }};
int main() { std::shared_ptr a = std::make_shared(); auto func = [a]() { a->Print(); }; std::thread t(func); if (t.joinable()) { t.join(); } return 0;}

小知識(shí)點(diǎn)

創(chuàng)建thread對(duì)象的常見方法有下面這兩種：

std::thread a(func);
std::thread *a = new thread(func);delete a;

有人在技術(shù)交流群里問過這兩種方式的區(qū)別，相信仔細(xì)閱讀過上面內(nèi)容的你應(yīng)該知道答案！

給個(gè)小提示：兩者對(duì)象一個(gè)在堆上，一個(gè)在棧上，生命周期不同，即thread的析構(gòu)函數(shù)調(diào)用時(shí)機(jī)不同，然后可以再結(jié)合上面介紹的~thread()的實(shí)現(xiàn)，思考一下。

為什么需要鎖？

因?yàn)槎嗑€程讀寫數(shù)據(jù)可能存在線程安全問題，為了保證線程安全，其中一種方式就是使用鎖。

關(guān)于線程安全問題，隨便去個(gè)網(wǎng)站，比如維基百科、百度百科等，都能找到。

https://zh.wikipedia.org/wiki/線程安全

mutex有四種：

• std::mutex：獨(dú)占的互斥量，不能遞歸使用，不帶超時(shí)功能

• std::recursive_mutex：遞歸互斥量，可重入，不帶超時(shí)功能

• std::timed_mutex：帶超時(shí)的互斥量，不能遞歸

• std::recursive_timed_mutex：帶超時(shí)的互斥量，可以遞歸使用

加解鎖方式有三種：

• std::lock_guard：可以RAII方式加鎖

• std::unique_lock：比lock_guard多了個(gè)手動(dòng)加解鎖的功能

• std::scoped_lock：防止多個(gè)鎖順序問題導(dǎo)致的死鎖問題而出世的一把鎖

示例代碼：

std::mutex?mutex; void?func()?{ std::lock_guard lock(mutex); xxxxxxx}

原子操作

上面介紹過使用鎖可以解決線程安全問題，其實(shí)簡(jiǎn)單的變量，比如整型變量等，可以使用原子操作，C 11的原子操作都在中。

示例代碼：

std::atomic<int> count;
int get() { count.load();}
void set(int c) { count.store(c);}

上面這兩個(gè)函數(shù)可以在多線程中任意調(diào)用，不會(huì)出現(xiàn)線程安全問題。

條件變量

條件變量是一種同步機(jī)制，可以阻塞一個(gè)線程或多個(gè)線程，直到其他線程對(duì)這些線程通知才會(huì)解除阻塞。這種通知和阻塞就需要用到條件變量。

示例代碼：

class CountDownLatch { public: explicit CountDownLatch(uint32_t count) : count_(count);
void CountDown() { std::unique_lock lock(mutex_); --count_; if (count_ == 0) { cv_.notify_all(); } }
void Await(uint32_t time_ms = 0) { std::unique_lock lock(mutex_); while (count_ > 0) { if (time_ms > 0) { cv_.wait_for(lock, std::chrono::milliseconds(time_ms)); } else { cv_.wait(lock); } } }
uint32_t GetCount() const { std::unique_lock lock(mutex_); return count_; }
private: std::condition_variable cv_; mutable std::mutex mutex_; uint32_t count_ = 0;};

有關(guān)條件變量其實(shí)有兩個(gè)坑需要注意，移步這里：使用條件變量的坑你知道嗎

基于任務(wù)的并發(fā)

這塊個(gè)人認(rèn)為只需要了解async即可，通過async既可以達(dá)到并發(fā)的目的，也可以拿到并發(fā)執(zhí)行后的結(jié)果。

示例代碼：

#include #include #include #include
using namespace std;
int func(int in) { return in 1; }
int main() { auto res = std::async(func, 5); cout << res.get() << endl; // 阻塞直到函數(shù)返回 return 0;}

具體可以看：c 11新特性之線程相關(guān)所有知識(shí)點(diǎn)

也可以看我利用此種方式寫的線程池：C 11線程池

其他

如何使線程休眠？

可以利用std::this_thread和chrono，它倆搭配使得線程休眠很方便，而且休眠時(shí)間也很清晰。可不像C語言的sleep，我每次使用C語言的sleep時(shí)都會(huì)特意去搜索一下，單位究竟是秒還是毫秒。

std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));

線程個(gè)數(shù)問題

很多人都會(huì)糾結(jié)線程池開多少個(gè)線程效率最高的問題，假設(shè)CPU個(gè)數(shù)為N，有的資料會(huì)介紹N個(gè)線程效率最高，有的資料會(huì)介紹2N個(gè)線程效率最高。在中通過以下函數(shù)可以獲取CPU的個(gè)數(shù)：

static unsigned hardware_concurrency() noexcept;

至于需要開多少個(gè)線程，個(gè)人認(rèn)為需要根據(jù)個(gè)性化需求實(shí)際測(cè)試，你測(cè)出來多少個(gè)線程性能最高，就開多少個(gè)線程。

死鎖

死鎖的定義可直接維基百科：https://zh.wikipedia.org/wiki/死鎖

至于如何解決死鎖，可以看：多線程中如何使用gdb精確定位死鎖問題

我關(guān)于多線程還有一些建議，推薦大家看這個(gè)：

最后，在我學(xué)習(xí)多線程的過程中，發(fā)現(xiàn)了一篇介紹C 11多線程非常詳細(xì)的博客，也推薦大家看看。

博客鏈接：https://www.cnblogs.com/haippy/p/3284540.html

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