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C++多线程常用方法

news 来源：原创 2025/6/20 13:13:06

在 C++ 中，线程相关功能主要通过头文件提供的类和函数来实现，以下是一些常用的线程接口方法和使用技巧：

std::thread类

构造函数：
可以通过传入可调用对象（如函数指针、函数对象、lambda 表达式等）来创建一个线程实例，启动一个新线程去执行对应的任务。例如：

#include <iostream>
#include <thread>void hello() {std::cout << "Hello from thread!" << std::endl;
}int main() {std::thread t(hello);  // 创建线程t并开始执行hello函数t.join();  // 等待线程t执行完毕return 0;
}

这里std::thread t(hello)就是利用函数指针hello创建线程，新线程会执行hello函数里的代码。

join方法：
用于阻塞当前线程，直到被调用的线程执行完成。比如在上面的main函数中，t.join()会让main线程暂停，等待t线程把hello函数执行完后再继续往下执行。
detach方法：
将线程分离，使得线程在后台独立运行，不再与创建它的std::thread对象关联。此后，无法再通过该std::thread对象对这个线程进行控制（比如不能再调用join了）。示例：

#include <iostream>
#include <thread>void func() {// 线程执行的函数内容std::cout << "Thread is running independently." << std::endl;
}int main() {std::thread t(func);t.detach();  // 分离线程t// 主线程继续执行其他操作，不用等待t线程结束std::cout << "Main thread continues." << std::endl;return 0;
}

线程传参
向线程函数传递参数时，需要保证参数在传递时是有效的，且在被调用函数执行期间持续有效（比如避免传引用指向临时对象等情况）。例如：

#include <iostream>
#include <thread>void print_num(int num) {std::cout << "The number is: " << num << std::endl;
}int main() {int num = 10;std::thread t(print_num, num);  // 传递普通变量num作为参数t.join();return 0;
}

如果要传递类对象等更复杂的情况，要注意拷贝、移动语义等相关问题，确保参数传递的正确性。
线程 ID 获取
可以通过std::this_thread::get_id获取当前线程的线程 ID，或者通过std::thread对象的get_id成员函数获取对应的线程 ID，用于标识和区分不同线程。示例：

#include <iostream>
#include <thread>void show_thread_id() {std::cout << "Thread ID: " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
}int main() {std::thread t(show_thread_id);std::cout << "Main thread ID: " << std::this_thread::get_id() << std::endl;t.join();return 0;
}

线程同步相关（例如互斥量等，用于解决多线程访问共享资源冲突问题）

std::mutex（互斥量）：
通过lock和unlock方法对共享资源进行加锁和解锁，确保同一时刻只有一个线程能访问被保护的共享资源。例如：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>std::mutex mtx;
int shared_data = 0;void increment() {for (int i = 0; i < 1000; ++i) {mtx.lock();  // 加锁shared_data++;mtx.unlock();  // 解锁}
}int main() {std::thread t1(increment);std::thread t2(increment);t1.join();t2.join();std::cout << "Shared data value: " << shared_data << std::endl;return 0;
}

也可以使用std::lock_guard等 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）机制的类来更方便、安全地管理互斥量的生命周期，自动完成加锁和解锁，如：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>std::mutex mtx;
int shared_data = 0;void increment() {for (int i = 0; i < 1000; ++i) {std::lock_guard<std::mutex> guard(mtx);  // 构造时加锁，析构时自动解锁shared_data++;}
}int main() {std::thread t1(increment);std::thread t2(increment);t1.join();t2.join();std::cout << "Shared data value: " << shared_data << std::endl;return 0;
}

std::condition_variable（条件变量）：
常和互斥量配合使用，用于线程间的同步，实现一个线程等待某个条件满足后再继续执行的功能。比如一个线程等待另一个线程修改共享资源达到某个条件后再进行后续操作，典型用法如下：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;void wait_for_signal() {std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);cv.wait(lck, []{ return ready; });  // 等待条件满足（ready为true）std::cout << "Received signal and continue." << std::endl;
}void send_signal() {{std::lock_guard<std::mutex> lck(mtx);ready = true;}cv.notify_one();  // 通知等待在该条件变量上的一个线程
}int main() {std::thread t1(wait_for_signal);std::thread t2(send_signal);t1.join();t2.join();return 0;
}

这些就是 C++ 中线程相关的一些主要接口方法及其基本使用方式，在实际多线程编程中，往往需要综合运用它们来实现高效、正确的并发程序逻辑。

std::thread类

线程同步相关（例如互斥量等，用于解决多线程访问共享资源冲突问题）

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