『 C++ 』多线程编程中的参数传递技巧

文章目录

• 一、std::ref`的作用
• [二、 使用指针和lambda表达式的好处<br><br>](#二、 使用指针和lambda表达式的好处
  
  )
• 三、模板可变参数与引用折叠
• • （一）模板可变参数
  • （二）引用折叠

一、std::ref`的作用

在多线程编程中，std::ref是一个非常有用的工具，它允许我们将引用传递给线程函数，而不是传递副本。这在某些情况下可以避免不必要的拷贝，提高效率。例如：

void Print1(size_t n, const std::string& s, std::mutex& m, int& rx);

如果直接这样传递参数会报错：

同时在线程函数中对a修改，不会影响外部实参，因为：线程函数参数虽然是引用方式，但其实际引用的是线程栈中的拷贝

// unknown-type std::invoke(_Callable &&,_Ty1 &&,_Types2 &&...) noexcept(<expr>)
std::thread t1(Print1, 100, "hello mutex", std::ref(mtx), std::ref(x));

这里std::ref将mtx和x的引用传递给了线程函数Print1，而不是它们的副本。如果不使用std::ref，mtx和x将会被拷贝，这可能导致线程间无法正确共享资源。

二、 使用指针和lambda表达式的好处

在多线程编程中，线程函数的参数传递是一个关键问题。使用指针和lambda表达式可以有效避免引用带来的麻烦。例如，lambda表达式可以捕获上下文变量，并以值或引用的方式传递给线程函数，简化代码并避免引用悬挂或生命周期问题。

void Print(size_t n, size_t j, const std::string& s) {
    for (size_t i = j; i < j + n; i++) {
        std::cout << std::this_thread::get_id() << " " << s << ": " << i << std::endl;
    }
}

int main() {
    std::thread t1(Print, 100, 1, "Thread 1");
    std::thread t2([=]() {
        Print(100, 101, "Thread 2");
    });
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

三、模板可变参数与引用折叠

（一）模板可变参数

模板可变参数是C++11引入的一个强大特性，它允许函数接受任意数量和类型的参数。std::thread的构造函数利用了模板可变参数，能够接受任意类型的参数，并将它们转发给线程函数。例如：

template <class F, class... Args>
explicit std::thread(F&& f, Args&&... args);

这里的Args&&... args表示可变参数模板，std::thread会将这些参数转发给线程函数。

（二）引用折叠

引用折叠是C++11中引入的一个机制，用于处理引用的传递和绑定。它的主要规则如下：

• 左值引用折叠：如果一个引用被绑定到一个左值，那么它会被折叠为左值引用。

• 右值引用折叠：如果一个引用被绑定到一个右值，那么它会被折叠为右值引用。

• 混合引用折叠：如果一个引用被绑定到一个左值或右值，那么它会被折叠为左值引用。

引用折叠的作用是确保参数的正确传递，避免不必要的拷贝和悬挂引用问题。例如：

注意：如果是类成员函数作为线程参数时，必须将this作为线程函数参数。