多线程01

一、并行和并发：

并行：多个任务在同一时刻同时执行。

并发：多个任务顺序执行，不是同时。

二、进程和线程：

进程是系统分配资源的最小单位，线程是cpu执行任务的最小单位。

操作系统中，每个进程都有自己的地址空间和一个执行线程，这个线程通常叫做主线程。

对于单核CPU而言，同一时刻只能执行一个线程。每隔一定时间会切换线程（可能是同一个进程的线程，也可能是另外一个进程的线程，如果是其它进程的线程）。

在单核CPU上实现的多线程其实是“假”的多线程，CPU同一时刻只能执行一个线程，只不过CPU切换任务的速度很快，所以你感觉是同时执行了多个任务，即实现了多线程。

在单核CPU上，无论是线程还是进程，都只能并发执行，多核CUP上有可能实现并行执行。

三、多线程

下面用一个最简单的多线程例子说明。

C++11之前创建多线程的函数有2个：_beginthreadex、CreateThread

前者是C++库函数，后者是Windows API。我们使用_beginthreadex。

int main()
{
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout<<"1234567890------"<< i<<endl;
    }
    system("pause");
    return 0;
}

上述程序只有一个进程，mian函数就是这个进程的主线程，打印结果，是顺序执行，顺序打印。

 现在给它添加一个子线程：

//线程函数
unsigned __stdcall  ThreadProc( void *  lpParameter)
{
    int* p = (int*)lpParameter;
    for (int i = 0; i < *p; i++)
    {
        cout<<"abcdefghij------"<< i<<endl;
    }
    return 0;
}

int main()
{
    unsigned nThreadID = 0 ;
    int n = 5;
    HANDLE hThread = (HANDLE)_beginthreadex( NULL, 0, &ThreadProc, (LPVOID)&n, 0, &nThreadID );
    CloseHandle(hThread);
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout<<"1234567890------"<< i<<endl;
    }
    system("pause");
    return 0;
}

打印结果如下。可以看到，虽然代码中，主线程的打印部分是写在子线程的后面的，但结果是主线程的打印内容先出来了。

 我们再在主线程和子线程中分别加上一个Sleep，如下：

//线程函数
unsigned __stdcall  ThreadProc( void *  lpParameter)
{
    int* p = (int*)lpParameter;
    for (int i = 0; i < *p; i++)
    {
        Sleep(10);
        cout<<"abcdefghij------"<< i<<endl;
    }
    return 0;
}

int main()
{
    unsigned nThreadID = 0 ;
    int n = 5;
    HANDLE hThread = (HANDLE)_beginthreadex( NULL, 0, &ThreadProc, (LPVOID)&n, 0, &nThreadID );
    CloseHandle(hThread);
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        Sleep(10);
        cout<<"1234567890------"<< i<<endl;

    }
    system("pause");
    return 0;
}

打印结果如下。可以发现顺序又变了，而且相互影响，没有规律。

四、线程安全

上面的最后一个例子，可以发现最后的打印结果没有规律，不可预见，就称之为线程不安全，在实际项目中这样简单地使用多线程代码肯定是不行的。

线程不安全的原因通常是共享了资源，解决方法是使用加锁来规避。

锁的核心功能是多个线程访问同一个资源，保证同一时刻只有一个线程能使用该资源，对该资源有独占访问权。

C++ 11 封装了类mutex，帮我们完成，直接用就行了。

五、使用锁mutex

mutex mutex1 ;
unsigned __stdcall  ThreadProc( void *  lpParameter)
{
    int* p = (int*)lpParameter;
    for (int i = 0; i < *p; i++)
    {
        mutex1.lock();
        Sleep(10);
        cout<<"abcdefghij------"<< i<<endl;
        mutex1.unlock();
    }
    return 0;
}

int main()
{
    
    unsigned nThreadID = 0 ;
    int n = 5;
    HANDLE hThread = (HANDLE)_beginthreadex( NULL, 0, &ThreadProc, (LPVOID)&n, 0, &nThreadID );
    CloseHandle(hThread);
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        mutex1.lock();
        Sleep(10);
        cout<<"1234567890------"<< i<<endl;
        mutex1.unlock();
    }
    system("pause");
    return 0;
}

结果如下：

其实 最后一行  system("pause"); 也使用了cout，完整的写法应该在它的前后也加上锁。

否则，如果将Sleep的参数改大，比如我的电脑上，将其改为Sleep(5000)，可能出现如下结果：

六、使用C++11开发多线程

C++11不仅仅有线程锁的封装，也提供了线程的封装 std::thread。

在C++11之前，我们只能使用windows的 api 来实现多线程，现在抛弃前面创建多线程的那一套吧，直接使用封装好的 std::thread 类。