Thread 基础语法

简述 C++ 中的并发，聚焦在std::thread （不得不说，还得是你 golang

创建线程

std::thread worker(task);

创建一个用于管理线程的对象，同时新开一个线程执行task中的内容

这个管理对象类似于该线程的owner，拥有所有权，不可以被复制，但是可以转移。不过关于线程的调度问题不是它管的

值得注意，当执行这个语句之后，当前线程不会自动阻塞等待task执行完毕，而是继续往后执行。

如果需要等待线程执行结束的话，需要使用worker.join()来等待worker所管理的线程执行结束

std::thread worker(task);
worker.join();
... // 到这里时，task 已经执行完成

join

个人理解上，它的语义是让子线程（工作线程）同步到父线程（调起线程）上 ——

• 如果子线程没有执行完毕，则父线程阻塞在join();语句直到执行结束
• 执行结束之后可以保证数据同步

所以此时 joinable() 就比较好理解 ——

• false
  • 当前的线程已经执行完工作了，并且已经保证数据同步（执行过join / detach
  • 当前线程本身就无效（比如默认无参构造
• true
  • 当前线程还没有执行过 join 等，不能保证数据同步

detach

表示让线程脱离当前 std::thread 对象独立运行 ——

也就是 task 确乎是在子线程运作，但是不再受到 thread 的生命周期管理

void run() {
	int value = 10;
	std::thread worker([&value] { value = 20; });
	worker.detach();
}

比如此时哪怕 run 已经返回了，但是 worker 中的闭包依旧会访问 value 导致错误（因为已经释放了）

id

获取当前正在执行代码的线程的 ID ——

std::thread::id id = std::this_thread::get_id();

如果这行代码运行在主线程中，得到主线程 ID。 如果它运行在工作线程中，得到工作线程 ID。

要获取某个 std::thread 对象所管理线程的 ID，则 ——

std::thread worker(task);
std::thread::id id = worker.get_id();

生命周期

主要分成三个维度来看 ——

• 父线程
• 子线程
• thread 对象

首先最好明白的是 thread 对象，它就是一个普通的管理类对象，所以生命周期就是由普通 C++ 作用域决定。不过当其触发析构的时候，如果发现joinable() == true则会触发terminate

父线程也是顺序执行下去，如果遇到join则阻塞等待子线程结束

jthread

std::jthread 是 C++20 引入的线程类，增加了俩功能 ——

• 析构时自动等待线程；
• 提供 stop_source / stop_token 协作停止机制。

stop_token / request_stop

用于协助线程停止，例子 ——

std::jthread thread(
    [](std::stop_token stop_token)
    {
        while (!stop_token.stop_requested())
        {
            do_some_work();
        }
    });

（ task 函数不接受 stop_token 也是完全合法的）

然后控制线程的话，就可以通过thread.request_stop();使得有检查stop_requested()的方法退出，不过值得注意的是，request_stop()不是强制线程退出，只是发出停止请求而已，任务必须通过轮询 stop_requested()、可停止等待或 stop_callback 等方式观察该请求，否则它不会因为停止请求而自动退出；与此同时，在之后仍旧需要手动执行 .join() 以等待线程函数完整结束，并回收线程执行资源。

析构

在 std::thread 中，析构函数的逻辑是 —— 如果 thread 仍然是 joinable()，则执行std::terminate()

但是在jthread中，会在析构的时候自动join（但是不保证不会一直阻塞在这里），逻辑上等价于 ——

{
    std::jthread thread(task);

    // 作用域结束时由析构函数完成：
    if (thread.joinable())
    {
        thread.request_stop();
        thread.join();
    }
}

移动

同理的，在移动赋值的时候

std::thread first(task1);
std::thread second(task2);

first = std::move(second);

如果 first 仍然是 joinable，则会调用 std::terminate()

但是如果二者都是 jthread 的话，first 会先 request_stop() 然后 join，最后再移动