目錄

• 目錄
• 簡介
• 執行緒的使用
  • 執行緒的建立
  • 執行緒的方法和屬性
  • std::jthread (C++20)
  • stop_token (C++20)
• 總結
• Ref

簡介

本文主要介紹了標準庫中的執行緒部分。執行緒是目前多核程式設計裡面最重要的一部分。
與程序程序相比，其所需的資源更少，執行緒之間溝通的方法更多； 他們之間的區別可以比較簡明用以下幾點概括[1]：

1. 程序是資源分配的最小單位，執行緒是CPU排程的最小單位；也就是說程序之間的資源是相互隔離，而執行緒之間的是可以相互訪問的。
2. 執行緒的存在依賴於程序，一個程序可以保護多個執行緒；
3. 程序出現錯誤不會影響其他程序，但是一個執行緒出現錯誤，會影響同一程序下的所有執行緒。

執行緒的使用

執行緒的建立

一般使用std::thread建立一個執行緒。std::thread支援輸入一個函式物件，及一些引數，類似於std::bind，不過沒有佔位符。

最常見，最簡單的是對輸入一個匿名函式作為引數：

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std::thread t1([]() {
  std::cout << "Hello World" << std::endl;
});
t1.join();

需要注意的是，在使用多執行緒的時候，如果使用類似於std::cout << "Hello World" << std::endl;的語句，容易造成輸出的混亂。比如

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std::thread t1([]() {
  std::cout << "Hello World1" << std::endl;
});
std::thread t2([]() {
  std::cout << "Hello World2" << std::endl;
});
t1.join();
t2.join();

以上程式碼，我們一般來說期望的輸出是

但是，在一些情況下，它還會以以下的方法輸出

造成這個的原因很簡單，因為"Hello World"和std::endl的輸出是分開的，所以他們之間可能被插入其他的輸出。為了解決這個問題。一般會使用一個完整的字串進行輸出，但是C++在格式化這一方面做的比較差（C++20

執行緒的方法和屬性

1. joinable()判斷執行緒是否可連線（可執行執行緒）的，有以下情況的，為不可連線的：

   1. 構造時，thread()沒有引數；
   2. 該物件的執行緒已經被移動了；
   3. 該執行緒已經被join或detach；

2. get_id()返回執行緒的ID；

3. native_handle()返回POSIX標準的執行緒物件；

4. join()等待執行緒執行完成；

5. detach()分離執行緒，分離後物件不再擁有執行緒。該執行緒結束後，會自動回收記憶體。（並不會開啟另一個程序）；

6. swap()交換物件的執行緒。

std::jthread (C++20)

除了常用的std::thread外，標準庫還存在著另一個可以建立執行緒的類，std::jthread。他們之間的差別比較明顯的就是，std::jthread會在解構的時候判斷執行緒是否還在執行joinable，如果還在執行則自動呼叫request_stop和join。

除此之外，std::jthread還提供了一個內建的std::stop_token。可以通過執行緒函式的第一個引數來獲取（如果函式的第一個引數型別為std::stop_token）。

可以通過get_stop_source、get_stop_token、request_stop等方法來對其進行操作。

stop_token (C++20)

stop_token類似於一個訊號，告訴執行緒是否到了結束的時候。和stop_source一起使用。stop_token用來獲取是否退出（讀），而stop_source用來請求推出（讀寫）。其方法：

1. request_stop請求退出

2. stop_requested獲取是否已經請求退出

3. stop_possible獲取是否可以請求退出

樣例：

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void thread_func(std::stop_token token) {
    int data = 0;
    while (!token.stop_requested()) {
        printf("%d\n", data);
        data++;
        std::this_thread::sleep_for(1s);
    }
    printf("Exit\n");
}

int main() {
    std::jthread mythread(thread_func);

    std::this_thread::sleep_for(4s);

    return 0;
}

輸出：

總結

本次講述了執行緒建立的一些方法，可以看到相比較C語言而言，由於C++11提出的函式物件（普通函式、匿名函式，std::bind的輸出等）使得執行緒的建立更加的方便。

下一次將講述執行緒之間的通訊。在C++中，執行緒之間的通訊方法和C語言提供的類似，不過是將其包裝了一下。