漫话 C++11 之 thread

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熟悉C++的人知道，在经过了13年的漫长等待后，C++标准委员会终于在2011年通过了C++史上的第二个标准。

C++0x VS C++11，傻傻分不清楚

从一开始到现在，C++大概经历了以下几个比较重要的阶段：

  • 1998: ISO官方发布C++标准，俗称C++98，这是第一个C++的官方正式版本
  • 2003: TC1(Technical Corrigendum 1)发布，俗称C++03, 这个版本可以当成是C++98的一个bugfix版本
  • 2005：TR1(Technical Report 1)发布，TR1是一个新增加的库，增加了大约14种新的组件到C++标准中
  • 2008：新C++标准(C++0x)草案发布，这个主要是以TR1的基础上进行了扩充
  • 2011：C++0x标准通过

随着各种动态解释型语言的诞生，C++程序员也越来越感觉到了C++语言本身的一些局限性。以C++之父 Bjarne Stroustrup(没错，就是下面这个仙风道骨的老头) 为代表的先贤们，也一直在不遗余力的努力着，让C++更加强大。

于是他们商量着：

要么大伙每5年来一次华山论剑？

好！果真，后来的C++大会基本上是5年一次，比如 2003年，2008年。

1998年C++标准发布后，原计划于2003年之后的几年推出新的标准，但由于没有确定具体哪一年发布，就用 0x原来表示的是04-09年中的某一年。

等到了2009年，新的C++0x标准却一致拖着没通过，直到2011年才通过，名称还保持叫C++0x：

x表示是16进制的字符0-f，所以11也是x了。

所以说，C++0x和C++11，这俩就是一回事，只不过前者是个草案，而后者是正式通过的标准。

thread

以前，由于 C++98中没有线程、锁、条件变量等这些与多线程相关的特性支持，如果需要写多线程程序，都要借助于不同平台上各自提供的 api，导致程序的跨平台移植性较差，经常要用一大堆的 #ifdef WIN32类似的宏来区分不同的平台，这样写代码的姿势很难看。

现在好了，使用 C++11 可以编写跨平台的多线程程序了，而且相比原来的 pthread写法，代码更简洁优美。

今天从 thread 开始，介绍下 C++11 带来的一系列新特性。

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#include <iostream>
#include <string>
#include <thread>

using namespace std;

class Foo
{
public:
	void bar (int id, string& name) {
        name += "+1s";
		cout << "id=" << id << ",name=" << name << endl;
	}
};

void func ()
{
	cout << "thread func" << endl;
}

int main ()
{
	Foo foo;
	int id = 1;
	string name("elder");

	thread th_1 (func); //thread func
	th_1.join ();
    
	thread th_2 (&Foo::bar, foo, id, ref(name));//id=1,name=elder+1s
	th_2.join ();
	
	thread th_3 (bind (&Foo::bar, foo, id, name));//id=1,name=elder+1s+1s
	th_3.join ();
    
	thread th_4 ([&]{ foo.bar (id, name); });//id=1,name=elder+1s+1s
	th_4.join ();

	return 0;
}

上面是 thread 的四种构造方式：

(1) 最简单，最常用的方式，直接传入一个普通函数。

(2) 变参模版方式，如果函数为类的成员函数，第一个参数是对象本身，后面的参数按函数调用时的顺序传入。注意，引用传递参数的话实参用 ref(arg) 包装。

(3) bind 方式，传入一个 std::function对象，同样地，如果是类成员变量的话，第一个参数是对象本身。

(4) lambda 方式，是比较常用的方式(先留个坑，以后再细述)。

thread 对象

  • 不可被拷贝构造。
  • 可以 ｀move｀ 方式构造，thread th(std::move(x)); 之后，新构造的 th 拥有原先 x 的执行对象，x 不再代表执行对象。
  • 可被 joinable 的 thread 对象必须在他们销毁之前被主线程 join 或者将其设置为 detach。

thread 方法

1.operator =

如果当前对象不可 joinable，将获取右值的执行对象，同时，右值将不再代表执行对象；
如果当前对象可被 joinable，则 terminate() 报错。

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thread th;
th = thread(func); //√
th = th_1;         //x

2.get_id()

如果当前对象不可 joinable，返回默认构造线程的id（0x0)；
如果当前对象可被 joinable，则返回当前线程的 id。

3.joinable()

检测线程是否 joinable。当且仅当 thread 代表某个执行对象时，它才是 joinable的。下列条件下，属于 不可 joinable：

a. 默认构造函数构造出来。对 thread th;而言，th 不代表任何 thread 执行对象。
b. 被作为参数给 std::move 调用。
c. 已经调用了 join 或 detach 函数。

4.swap(x)

交换当前线程和 x 的状态、执行对象等。

参考

彦祖老师 wechat