进程:运行中的程序。
线程:进程中的进程。是最小资源管理单元。
单线程:煮九个馒头,一个一个煮,要用九分钟。
多线程:煮九个馒头,一起放到锅里煮,用一分钟。
C++11提供了一个强大的线程库,即std::thread.它可以在C++程序中创建和管理线程。
要创建线程,我们需要一个可调用的函数或函数对象作为现成的入口点。我们可以使用函数指针、函数对象或者lambda表达式来实现。
cpp
#include<iostream>
#include<thread>
void base()
{
std::cout << "hello" << std::endl;
return;
}
int main()
{
std::thread t1(base);
return 0;
}
运行结果:

为什么?
因为主线程并不会等待子线程运行完再结束。也就是说,你可能只能见到"h",也可能是"he",也可能是"hel","hell","hello".
解决方法:
cpp
#include<iostream>
#include<thread>
void base()
{
std::cout << "hello" << std::endl;
return;
}
int main()
{
std::thread t1(base);
t1.join();
return 0;
}
使用join,主程序会等待子线程直至其执行完毕。它会检查子线程是否运行完。
如果使用system("pause")呢?system("pause")的功能是:不按下任意键,就不会走到return 0那一步。
我们可以使用多种方式向线程传递参数,例如使用函数参数、全局变量、引用等。
cpp
#include<iostream>
#include<thread>
#include<string>
void print(const std::string& message)
{
std::cout << message << std::endl;
}
void increment(int& x)
{
x++;
}
int main()
{
std::string msg = "hello";
std::thread t1(print, msg);
t1.join();
int x = 0;
std::thread t2(increment, std::ref(x));
t2.join();
std::cout << x << std::endl;
return 0;
}
注意,当我们使用引用传递参数时,要使用std::ref来包装引用。
再来看一个例子:
cpp
#include<iostream>
#include<thread>
#include<string>
void print(const std::string& message)
{
std::cout << message << std::endl;
}
int main()
{
std::string msg1 = "t1";
std::string msg2 = "t2";
std::thread t1(print, msg1);
std::thread t2(print, msg2);
t1.join();
t2.join();
return 0;
}
我们会发现运行的结果是随机的:


结果之所以是随机的,是因为线程的调度顺序是由操作系统决定的,具有不确定性。两个线程是并发执行的,可能同时竞争输出资源std::cout.如果对顺序有要求,可以考虑使用互斥锁等,我们在接下来的文章再讲。
有时候我们不需要等待线程完成,而是希望它在后台运行,可以使用.detach()方法来分离线程。
cpp
#include<iostream>
#include<thread>
#include<string>
void print(const std::string& message)
{
std::cout << message << std::endl;
}
int main()
{
std::string msg1 = "t1";
std::thread t1(print, msg1);
t1.detach();
std::cout << "over" << std::endl;
return 0;
}
运行结果只有"over"

分离了线程就不能使用.join()等待它完成。并且我们需要保证线程不会在主线程结束前退出,否则可能会导致未定义行为。
.joinable():
有一些情况下,线程对象不能被.join()或.detach(),就要使用.joinable()进行检查。不能使用.join()或.detach()主要有以下几种情况:
1.默认构造的std::thread,即没有绑定任何可执行线程。
cpp
std::thread t;//默认构造,不关联任何线程
2.已经被join()或detach()的线程。如果再次join()或detach(),就会抛出std::system_error
cpp
std::thread t([]{ std::cout << "Hello"; });
t.join(); // 正确,等待线程结束
// t.join(); // 错误!线程已经 join 过
// t.detach(); // 错误!线程已经 join 过
3.被移动过的std::thread(所有权已转移)。原来的对象不再管理线程。
cpp
std::thread t1([]{ std::cout << "Thread 1"; });
std::thread t2 = std::move(t1); // t1 的所有权转移给 t2
// t1.join(); // 错误!t1 不再管理线程
// t1.detach(); // 错误!t1 不再管理线程
t2.join(); // 正确
关于move函数,在后面的文章会详细讲解。
4.线程对象已经被销毁
所以在调用.join()或.detach()之前,始终检查joinable():
cpp
std::thread t(...);
if (t.joinable())
{
t.join(); // 或 t.detach();
}