C 11 之前，C 語言沒有對并發編程提供語言級別的支持，這使得我們在編寫可移植的并發程序時，存在諸多的不便。現在 C 11 中增加了線程以及線程相關的類，很方便地支持了并發編程，使得編寫的多線程程序的可移植性得到了很大的提高。

C 11 中提供的線程類叫做?std::thread，基于這個類創建一個新的線程非常的簡單，只需要提供線程函數或者函數對象即可，并且可以同時指定線程函數的參數。我們首先來了解一下這個類提供的一些常用 API：

1. 構造函數

//?① thread()?noexcept; //?② thread(?thread&&?other?)?noexcept; //?③ template<?class?function,?class...?args?> explicit?thread(?Function&&?f,?Args&&...?args?); //?④ thread(?const?thread&?)?=?delete;

構造函數①：默認構造函，構造一個線程對象，在這個線程中不執行任何處理動作

構造函數②：移動構造函數，將 other 的線程所有權轉移給新的 thread 對象。之后 other 不再表示執行線程。

構造函數③：創建線程對象，并在該線程中執行函數 f 中的業務邏輯，args 是要傳遞給函數 f 的參數

任務函數 f 的可選類型有很多，具體如下：

• 普通函數，類成員函數，匿名函數，仿函數（這些都是可調用對象類型）

• 可以是可調用對象包裝器類型，也可以是使用綁定器綁定之后得到的類型（仿函數）

構造函數④：使用 =delete 顯示刪除拷貝構造，不允許線程對象之間的拷貝

2. 公共成員函數

2.1 get_id()

應用程序啟動之后默認只有一個線程，這個線程一般稱之為主線程或父線程，通過線程類創建出的線程一般稱之為子線程，每個被創建出的線程實例都對應一個線程 ID，這個 ID 是唯一的，可以通過這個 ID 來區分和識別各個已經存在的線程實例，這個獲取線程 ID 的函數叫做?get_id()，函數原型如下：

std::thread::id?get_id()?const?noexcept;

示例程序如下：

#include? #include? #include? using?namespace?std;void?func(int?num,?string?str) {for?(int?i?=?0;?i?<?10;? i){cout?<<?"子線程:?i?=?"?<<?i?<<?"num:?"?<<?num?<<?",?str:?"?<<?str?<<?endl;} }void?func1() {for?(int?i?=?0;?i?<?10;? i){cout?<<?"子線程:?i?=?"?<<?i?<<?endl;} }int?main() {cout?<<?"主線程的線程ID:?"?<<?this_thread::get_id()?<<?endl;thread?t(func,?520,?"i?love?you");thread?t1(func1);cout?<<?"線程t?的線程ID:?"?<<?t.get_id()?<<?endl;cout?<<?"線程t1的線程ID:?"?<<?t1.get_id()?<<?endl; }

thread t(func, 520, "i love you");：創建了子線程對象 t，func() 函數會在這個子線程中運行

• func()?是一個回調函數，線程啟動之后就會執行這個任務函數，程序猿只需要實現即可

• func()?的參數是通過 thread 的參數進行傳遞的，520,i love you?都是調用?func()?需要的實參

• 線程類的構造函數③ 是一個變參函數，因此無需擔心線程任務函數的參數個數問題

• 任務函數?func()?一般返回值指定為?void，因為子線程在調用這個函數的時候不會處理其返回值

thread t1(func1);：子線程對象 t1 中的任務函數func1()，沒有參數，因此在線程構造函數中就無需指定了 通過線程對象調用?get_id()?就可以知道這個子線程的線程 ID 了，t.get_id()，t1.get_id()。

基于命名空間?this_thread?得到當前線程的線程 ID

在上面的示例程序中有一個 bug，在主線程中依次創建出兩個子線程，打印兩個子線程的線程 ID，最后主線程執行完畢就退出了（主線程就是執行?main ()?函數的那個線程）。默認情況下，主線程銷毀時會將與其關聯的兩個子線程也一并銷毀，但是這時有可能子線程中的任務還沒有執行完畢，最后也就得不到我們想要的結果了。

當啟動了一個線程（創建了一個 thread 對象）之后，在這個線程結束的時候（std::terminate ()），我們如何去回收線程所使用的資源呢？thread 庫給我們兩種選擇：

• 加入式（join()）

• 分離式（detach()）

另外，我們必須要在線程對象銷毀之前在二者之間作出選擇，否則程序運行期間就會有 bug 產生。

2.2 join()

join()?字面意思是連接一個線程，意味著主動地等待線程的終止（線程阻塞）。在某個線程中通過子線程對象調用?join()?函數，調用這個函數的線程被阻塞，但是子線程對象中的任務函數會繼續執行，當任務執行完畢之后?join()?會清理當前子線程中的相關資源然后返回，同時，調用該函數的線程解除阻塞繼續向下執行。

再次強調，我們一定要搞清楚這個函數阻塞的是哪一個線程，函數在哪個線程中被執行，那么函數就阻塞哪個線程。該函數的函數原型如下：

void?join();

有了這樣一個線程阻塞函數之后，就可以解決在上面測試程序中的 bug 了，如果要阻塞主線程的執行，只需要在主線程中通過子線程對象調用這個方法即可，當調用這個方法的子線程對象中的任務函數執行完畢之后，主線程的阻塞也就隨之解除了。修改之后的示例代碼如下：

int?main() {cout?<<?"主線程的線程ID:?"?<<?this_thread::get_id()?<<?endl;thread?t(func,?520,?"i?love?you");thread?t1(func1);cout?<<?"線程t?的線程ID:?"?<<?t.get_id()?<<?endl;cout?<<?"線程t1的線程ID:?"?<<?t1.get_id()?<<?endl;t.join();t1.join(); }

當主線程運行到第八行?t.join();，根據子線程對象 t 的任務函數?func()?的執行情況，主線程會做如下處理：

• 如果任務函數?func()?還沒執行完畢，主線程阻塞，直到任務執行完畢，主線程解除阻塞，繼續向下運行

• 如果任務函數?func()?已經執行完畢，主線程不會阻塞，繼續向下運行

同樣，第 9 行的代碼亦如此。

為了更好的理解?join()?的使用，再來給大家舉一個例子，場景如下：

程序中一共有三個線程，其中兩個子線程負責分段下載同一個文件，下載完畢之后，由主線程對這個文件進行下一步處理，那么示例程序就應該這么寫：

#include? #include? #include? using?namespace?std;void?download1() {//?模擬下載,?總共耗時500ms，阻塞線程500msthis_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(500));cout?<<?"子線程1:?"?<<?this_thread::get_id()?<<?",?找到歷史正文...."?<<?endl; }void?download2() {//?模擬下載,?總共耗時300ms，阻塞線程300msthis_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(300));cout?<<?"子線程2:?"?<<?this_thread::get_id()?<<?",?找到歷史正文...."?<<?endl; }void?doSomething() {cout?<<?"集齊歷史正文,?呼叫羅賓...."?<<?endl;cout?<<?"歷史正文解析中...."?<<?endl;cout?<<?"起航，前往拉夫德爾...."?<<?endl;cout?<<?"找到OnePiece,?成為海賊王,?哈哈哈!!!"?<<?endl;cout?<<?"若干年后，草帽全員卒...."?<<?endl;cout?<<?"大海賊時代再次被開啟...."?<<?endl; }int?main() {thread?t1(download1);thread?t2(download2);//?阻塞主線程，等待所有子線程任務執行完畢再繼續向下執行t1.join();t2.join();doSomething(); }

示例程序輸出的結果：

子線程2:?72540,?找到歷史正文.... 子線程1:?79776,?找到歷史正文.... 集齊歷史正文,?呼叫羅賓.... 歷史正文解析中.... 起航，前往拉夫德爾.... 找到OnePiece,?成為海賊王,?哈哈哈!!! 若干年后，草帽全員卒.... 大海賊時代再次被開啟....

在上面示例程序中最核心的處理是在主線程調用?doSomething(); 之前在第 35、36行通過子線程對象調用了?join()?方法，這樣就能夠保證兩個子線程的任務都執行完畢了，也就是文件內容已經全部下載完成，主線程再對文件進行后續處理，如果子線程的文件沒有下載完畢，主線程就去處理文件，很顯然從邏輯上講是有問題的。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的C 线程的使用~（上）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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