文章目录
- [第二章 C++20标准库特性](#第二章 C++20标准库特性)
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- [2.3 std::jthread](#2.3 std::jthread)
-
- [2.3.1 jthread 语法格式 常用方法](#2.3.1 jthread 语法格式 常用方法)
- [2.3.2 总结](#2.3.2 总结)
- [2.4 chrono库扩展](#2.4 chrono库扩展)
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- [2.4.1 语法格式与核心概念](#2.4.1 语法格式与核心概念)
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- [2.4.1.1 日历类型创建](#2.4.1.1 日历类型创建)
- [2.4.1.2 ok() 判断有效性](#2.4.1.2 ok() 判断有效性)
- [2.4.1.3 常用方法](#2.4.1.3 常用方法)
- [2.4.2 举例](#2.4.2 举例)
本文记录C++20新特性之std::jthread和chrono库扩展。
第二章 C++20标准库特性
2.3 std::jthread
在C++11的thread是，如果忘记 join()( 让主线程等待子线程结束) 或者 detach()分离线程，当std::thread析构时，程序会直接调用terminate()崩溃。
在C++20中引入了 jthread，就是为了遵循RAII原则，析构时自动调用 join()，保证程序不崩溃。
2.3.1 jthread 语法格式 常用方法
stdL::jthread 与 C++11的thread都包含在 头文件中，使用方式基本一致，新功能如下：
1 自动join()，当 std::jthread 对象离开作用域时，如果线程还在运行，主线程等待子线程结束（join）。
示例1：jthread基本使用
jthread析构时自动调用join() ,示例如下：
cpp
void worker() {
std::cout << "Working..." << std::endl;
}
void test()
{
// 语法与 std::thread 一样
std::jthread t(worker);
// 不需要手动调用join()，而是test()结束时，t析构，自动等待线程完成
}2 协作式中断：线程函数可以接收一个 std::stop_token 参数，用于检查外部是否请求停止。
- request_stop(): 外部调用，请求线程停止。
- get_stop_token(): 获取关联的停止令牌。
- stop_requested(): 在线程内部检查是否收到了停止请求。
示例2，子线程运行2秒，在主线程中请求子线程停止。
cpp
void interruptibleWorker(std::stop_token stoken)
{
while (true)
{
// 定期检查是否请求停止
if (stoken.stop_requested())
{
std::cout << "Stopping work..." << std::endl;
break;
}
// 模拟工作
std::cout << "Working..." << std::endl;
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(200));
}
}
void test()
{
std::jthread t(interruptibleWorker);
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
// 手动请求停止
t.request_stop();
/*
Working...
Working...
Working...
Working...
Working...
Working...
Working...
Working...
Working...
Working...
Stopping work...
*/
}2.3.2 总结
jthread 是现代C++多线程的首选，jthread更安全，利用了RAII特性，避免了忘记join()导致的崩溃。
内置 std::stop_token，提供了一套标准的、线程安全的停止机制，替代了过去常用的 bool is_running 标志位。
建议，在C++20以后的项目中使用jthread代替thread.
2.4 chrono库扩展
在C++11中引入了，提供了高精度的计时功能，但是在日历和时区的处理上几乎是一片空白。比如，
缺乏日历计算：计算"下个月的今天是星期几"，不容易实现。
没有时区支持：无法原生处理 UTC 与本地时间的转换。
类型不安全：struct tm 中的月份从 0 开始，年份从 1900 开始，极易出错。
C++20 将 Howard Hinnant 的 date 库正式纳入标准，让 C++ 终于拥有了日期和时区处理能力。
2.4.1 语法格式与核心概念
2.4.1.1 日历类型创建
在C++20中，可以使用 / 运算符来组合 年月日。
cpp
void test()
{
// 创建一个日期：2023年10月24日
auto date1 = 2023y / 10 / 24; // 年月日
auto date2 = 24d / 10 / 2023y; // 日月年
auto date3 = October / 24 / 2023y; // 直接使用月份名称
std::cout << "Date1: " << date1 << std::endl;
// Date1: 2023-10-24
std::cout << "Date2: " << date2 << std::endl;
// Date2: 2023-10-24
std::cout << "Date3: " << date3 << std::endl;
// Date3: 2023-10-24
}2.4.1.2 ok() 判断有效性
创建一个日期，并判断有效性。
cpp
auto d = 2023y / 2 / 30; // 2月没有30号
if (!d.ok()) {
std::cout << "Invalid Date!" << std::endl;
}2.4.1.3 常用方法
A 日历组件
- std::chrono::year, month, day: 基础单位。
- std::chrono::weekday: 星期几（支持 Monday, Tuesday 等常量）。
- std::chrono::year_month_day: 完整的日期结构。
- std::chrono::sys_days: 基于系统时钟的天数精度时间点（通常用于转换）。
B. 时区组件 (Time Zones) - std::chrono::locate_zone("Name"): 获取特定时区（如 "Asia/Shanghai"）。
- std::chrono::current_zone(): 获取当前系统时区。
- std::chrono::zoned_time: 结合了时间点和时区的对象。
cpp
void test()
{
auto now = system_clock::now();
cout << "Current time: " << now << endl;
// Current time: 2025-12-03 03:01:12.5341520
// 转为纽约时间
auto ny_tz = zoned_time{ "America/New_York", now };
cout << "New York time: " << ny_tz << endl;
// New York time: 2025-12-02 22:01:12.5341520 GMT-5
// 转为上海时间
// 转换为上海时间
auto sh_time = zoned_time{ "Asia/Shanghai", now };
cout << "Shanghai time: " << sh_time << endl;
// Shanghai time: 2025-12-03 11:01:12.5341520 GMT+8
}C 新的时钟
- std::chrono::utc_clock: 协调世界时（考虑闰秒）。
- std::chrono::file_clock: 用于文件系统的时间（std::filesystem::last_write_time）。
2.4.2 举例
示例1：计算"2024年每个月的最后一个星期五"，用于生成定期报表任务。
cpp
void list_report_days(int yearNum)
{
year y{ yearNum };
for (auto m = 1; m <= 12; ++m)
{
month mo{ static_cast<unsigned>(m) };
// 语法糖：year_month_day_last 表示某月的最后一天
auto last_day_of_month = y / mo / last;
// 转换为 sys_days 以便进行星期计算
sys_days sd = last_day_of_month;
// 找到这个月的最后一个星期五
// weekday_last 表示"最后一个星期X"
auto last_friday = y / mo / Friday[last];
std::cout << last_friday << std::endl;
}
/*
2025/Jan/Fri[last]
2025/Feb/Fri[last]
2025/Mar/Fri[last]
2025/Apr/Fri[last]
2025/May/Fri[last]
2025/Jun/Fri[last]
2025/Jul/Fri[last]
2025/Aug/Fri[last]
2025/Sep/Fri[last]
2025/Oct/Fri[last]
2025/Nov/Fri[last]
2025/Dec/Fri[last]
*/
}
void test()
{
list_report_days(2025);
}示例2：跨国会议时间转换
服务器收到一个 UTC 时间戳，需要将其转换为用户所在时区（例如东京）的本地时间字符串显示给用户。
cpp
void print_meeting_time(system_clock::time_point utc_tp, std::string_view user_zone) {
try {
// 1. 创建带时区的时间对象
auto zt = zoned_time{ user_zone, utc_tp };
// 2. 直接输出，自动处理偏移量
// C++20 的 format 支持 chrono 类型
std::cout << std::format("Meeting time in {}: {:%Y-%m-%d %H:%M %Z}\n",
user_zone, zt);
}
catch (const std::runtime_error& e) {
std::cout << "Unknown time zone: " << user_zone << std::endl;
}
}
int test()
{
auto meeting_utc = system_clock::now();
print_meeting_time(meeting_utc, "Asia/Shanghai");
// Meeting time in Asia/Shanghai: 2025-12-03 11:09 GMT+8
print_meeting_time(meeting_utc, "Europe/London");
// Meeting time in Europe/London: 2025-12-03 03:09 GMT
print_meeting_time(meeting_utc, "America/Los_Angeles");
// Meeting time in America/Los_Angeles: 2025-12-02 19:09 GMT-8
return 0;
}