C++11/14 线程的创建与分离的实现

线程的创建

让我们看看示例代码(t1.cpp).

#include <iostream>
#include <thread>

void thread_function()
{
  std::cout << "thread function\n";
}

int main()
{
  std::thread t(&thread_function);  // 线程 t 开始运行
  std::cout << "main thread\n";
  t.join();             // 主线程等待子线程结束
  return 0;
}

代码在linux系统下将输出：

$ g++ t1.cpp -o t1 -std=c++11 -pthread
$ ./t2
thread function
main thread

我们要做的第一件事是创建一个线程对象（工作线程），并给它一个函数形式的任务进行工作。

主线程希望等待线程成功完成。

所以，我们使用join(). 如果最初的主线程不等待新线程执行完成，那么它会继续执行main()函数之后的代码，可能在新线程执行完毕前结束程序。

当主线程在等待时，主线程处于空闲状态。

实际上，操作系统可能会把CPU资源从主线程上移走。

请注意，我们在线程的函数和类的声明中有一个新的标准C++库头文件#include <thread>。

下图是流程的流程图

然而，在实际执行中，事情并不是那么理想，更可能是不对称的。也许，它看起来更像下面这张图片。

当工作线程开始构造std::thread t的时候，可能会有创建时的开销(通过使用线程池可以减少此开销)，图中虚线表示可能的阻塞状态。

线程的分离

我们可以创建一个新线程使其运行为自由的守护进程。

// t2.cpp
int main()
{
  std::thread t(&thread;_function);
  std::cout << "main thread\n";
  // t.join();
  t.detach();
  return 0;
}

分离的子线程现在是自由的，并自行运行。它变成了一个守护进程。

$ g++ t2.cpp -o t2 -std=c++11 -pthread
$ ./t2
main thread

注意，分离线程没有改变打印输出到标准输出stdout，因为主线程已经结束并退出。

这是多线程编程的特点之一：我们不能确定哪个线程首先运行 (不确定性，除非我们使用同步机制。). 在我们的例子中，由于创建一个新线程需要一定的时间，主线程最有可能比子线程率先执行完毕。

还有一点我们需要注意的是，即使在这个简单的代码中，我们也在共享一个公共资源：std::cout。

因此，为了使代码正常工作，主线程应该允许我们的子线程访问资源。

一旦一个线程分离，我们不能强迫它与主线程重新连接。因此，下面的代码行是错误的，程序会崩溃。

int main()
{
  std::thread t(&thread;_function);
  std::cout << "main thread\n";
  // t.join();
  t.detach();
  t.join();  // Error
  return 0;
}

一旦脱离，线程就应该永远是脱离状态.

我们可以使用joinable()把代码做崩溃前的检查。

因为它joinable()返回为false，join()函数不会被调用，程序运行不会崩溃。

int main()
{
  std::thread t(&thread;_function);
  std::cout << "main thread\n";
  // t.join();
  if(t.joinable()) 
    t.join(); 
  return 0;
}