C++ 多线程笔记（std::thread）

贡献者： addis

• 在 Linux 或其他 POSIX 系统上 std::thread 底层通常使用 pthread。
• #include <thread>，#include <mutex>
• std::thread th(函数, arg1, arg2, ...); 创建一个线程，调用 函数（可以是函数指针，函数对象，lambda），arg 是 函数 的变量。
• th.join() 可以让主程序等待某个线程自己退出。
• 声明一个全局变量 std::mutex m 相当于 openmp 的 atomic 操作，可以避免多个线程操作同一数据。m.lock() 给 mutex 上锁，如果已经被别人上锁就暂停该线程并等待解锁。m.try_lock() 试图上锁，如果已经被别人上锁就返回 false。m.unlock() 解锁。
• 为了避免在 m.lock() 和 m.unlock() 之间发生 throw，通常不直接调用他们，而是用 std::lock_guard<std::mutex> guard(m)（相当于 lock），当 guard 被 destroy 时，会自动 unlock。
• std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); 可以让某个线程暂停。

　　 例程（编译时要给 linker 加上 -l pthread）：

#include <thread>
#include <mutex>
#include <chrono>
using namespace std;

mutex mut;

// A dummy function
void myfun(int id, int *i)
{
    if (id == 1)
        this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(100));
    lock_guard<mutex> guard(mut);
    printf("id = %d, i = %d\n", id, *i);
    int j = *i+1;
    if (id == 2)
        this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(100));
    *i = j;
}

int main()
{
    int i = 0;
    thread th1(myfun, 1, &i);
    thread th2(myfun, 2, &i);
    myfun(0, &i);
    th1.join();
    th2.join();
    return 0;
}

　　 另外也可以把 mut 声明为 myfun() 中的一个 static 变量。

　　 另外注意 mutex 不光适用于 std::thread，对任何其他 threading 库例如 pthread 或者 OpenMP 都有效。

thread_local 变量

• 在全局变量，以及函数和类中的 static 变量的声明前面加 thread_local，可以让其在每个线程中保持自己独立的 copy，使函数变得 thread safe。例如上面的 myfun 中如果声明了 thread_local static vector<int> a;，那么每个线程第一次调用该函数时就会生成一个独立的变量 a，若一个线程多次调用该函数，那么每次调用时 a 都会有上次调用结束前的值。