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  • boost--线程

     1、thread的使用

      boost的thread包含了线程创建、使用、同步等内容,使用thread需要包含头文件"boost hread.hpp"。

      thread中使用了需要编译的thread库,所以还需要添加thread库到项目附加库目录,在linux下链接thread库时还需要使用-lpthread选项来链接posix线程库。

      定义一个thread对象后,线程就开始执行。thread构造函数的第一个参数是一个函数或函数对象或function对象,剩余参数是传递给执行函数或函数对象的参数, 如果希望是引用传递的话则需要配合使用ref。

      成员函数join()和timed_join()可以用来阻塞等待线程执行结束,其中timed_join()可以指定等待时间。成员函数detach()的功能类似于posix的pthread_detach():创建一个线程后默认的状态是joinable, 如果一个线程结束运行但没有被join,会有一部分资源没有被回收。可以在创建线程后调用detach()将线程执行体分离,这样该线程运行结束后会自动释放所有资源,而不必使用join来阻塞等待线程结束。调用detach()将线程执行体分离后,成员函数joinable()会返回false,即线程的状态是非状态是非joinable。

      需要注意的是thread对象时不可拷贝的。

    #include "boost	hread.hpp"
    
    void PrintThreadFunc(const int& n, const string& str)
    {
        cout << str << n << endl;
    }
    
    int main()
    {    
        int n1 = 1;
        string str1 = "hello";
        boost::thread t1(PrintThreadFunc, ref(n1), ref(str1));
    
        int n2 = 2;
        string str2 = "boost";
        function<void()> fun = bind(PrintThreadFunc, ref(n2), ref(str2));
        boost::thread t2(fun);
    
        t1.timed_join(boost::posix_time::seconds(1)); //最多等待1秒
        t2.join(); //一直等待
    
        return 0;
    }
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     2、线程的一些操作

      可以调用成员函数get_id()获得线程ID,线程ID提供了比较操作符和流输出操作,因此可以作为标准容器的元素。当一个线程的状态是joinable的,那么可以调用成员函数get_id()获得线程ID,线程ID提供了比较操作符和流输出操作,因此可以作为标准容器的元素。如果调用了成员函数detach()将线程执行体分离,那么get_id()获得的线程ID与静态函数thread::id()的返回值相同。

      静态函数this_thread::get_id()可以获得当前线程的线程ID。

      静态函数thread::this_thread::sleep()可以让当前线程睡眠一段时间或到指定时间,

      静态函数thread::hardware_concurrency()可以获得当前CPU的内核数量。

      静态函数this_thread::yield()指示当前线程放弃时间片,允许其他线程运行。

        boost::this_thread::sleep(boost::posix_time::seconds(2)); //睡眠2秒
        cout << boost::this_thread::get_id() << endl; //输出当前线程ID
        cout << boost::thread::hardware_concurrency() << endl; //输出CPU核心数
        boost::this_thread::yield(); //放弃当前CPU时间
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     c++11中也有对应的操作,eg:

    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5)); //睡眠5秒
    std::this_thread::sleep_for(4ms); //睡眠4毫秒,需要引用命名空间:using namespace std::chrono

     3、线程中断

      thread的成员函数interrupt()设置正在执行的线程被中断,被中断的线程会抛出一个thread_interrupted异常,它不是std::exception或boost::exception的子类。thread_interrupted异常应该在线程执行函数里捕获并处理,如下所示,如果没有捕获处理这个异常,默认的动作是终止线程。

    void ThreadFun()
    try
    {
        //函数体
    }
    catch (boost::thread_interrupted&)
    {
        //异常处理
    }
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      线程其实不是任意时刻都能被中断的,只有当线程执行到中断点的时候才被中断,thread中的中断点有:thread::join()系列函数、thread::sleep()函数、condition_variable::wait()系列函数、this_thread::interruption_point()函数,其中this_thread::interruption_point()函数表示执行到本函数的时候就可以被中断。

      缺省情况下线程都是允许中断的,this_thread::interruption_enabled()函数可以检测当前线程是否允许中断,this_thread::interruption_requested()用来检测当前线程是否被要求中断。this_thread中的disable_interruption类是一个RAII类型的对象,它在构造的时候关闭线程的中断,析构的时候恢复线程的中断状态。

     4、线程组

      线程组thread_group用于管理一组创建的线程,成员函数create_thread()可以创建thread对象并运行线程,也可以创建thread对象后使用成员函数add_thread()来加入线程组。成员函数create_thread()的声明如下:

    template<typename F>
    thread* create_thread(F threadfunc);

      成员函数remove_thread()可以删除线程组里的thread对象,成员函数join_all()用来等待所有的thread对象,成员函数interrupt_all()用来中断所有的thread对象。

      使用示例:

        boost::thread_group tg;
        
        int n1 = 0;
        tg.create_thread(bind(ThreadFun1, n1, "c++"));
        int n2 = 0;
        tg.create_thread(bind(ThreadFun2, n2, "python"));
    
        tg.join_all();
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    5、future

      如果想要获得线程函数的返回值,可以使用future范式。

    6、call_once()

      call_once()用来设置在多线程环境下指定的函数只被调用一次。

    7、C++11中的线程

    #include <thread>
    void foo(int x)
    {
        x = 0;
    }
    
    void bar(int& x)
    {
        x = 0;
    }
    
    int main()
    {    
        int n1 = 50, n2 = 100;
        std::thread first(foo, n1);
        std::thread second(bar, ref(n2));
    
        first.join(); //first.detach();
        second.join(); //second.detach();
    
        cout << n1 << endl; //n1为50
        cout << n2 << endl; //n2为0
    
        return 0;
    }
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      需要注意的几点:

       ①、可执行的thread对象必须在他被销毁之前被主线程join(调用thread对象的join())或者将其设置为 detached(调用thread对象的detach),否则会产生abort。

       ②、如果使用函数对象作为thread的参数的话,直接传入临时对象会出错,可以定义一个对象传入或者使用lambda表达式:

    class CTask
    {
    public:
        void operator()()
        {
            int a = 0;
        }
    };
    
    //std::thread th1(CTask()); //直接传入临时对象会出错
    CTask task;
    std::thread th1(task);
    th1.join();
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       ③、传递给线程函数的参数是先保存在于一个中转站中,当函数执行的时候再传给函数的形参,而这个时候传递的参数指向的值很有可能已经失效,所以,对于线程函数传递的参数应该与形参类型相同,而不是再进行转换:

    void task(int& a, string str)
        {
    
        }
    
        int iNum = 0;
        char* pStr = new char[100];
        strcpy(pStr, "test");
        //std::thread th(task, 5, std::ref(iNum), pStr); //不应该直接传入pStr,防止task中还未对参数str初始化成功pStr已被释放。
        std::thread th(task, std::ref(iNum), string(pStr)); //应该传入对应类型
        delete[] pStr;
        th.join();
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       ④、如果线程函数的参数是引用的话传入时还需要使用ref包住传入的参数,否则也是值传递。

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