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C++ 中 std::thread 的高级应用

news 2025/7/30 23:53:59

C++ 中 std::thread 的高级应用、常见坑，以及如何封装为类，适合做线程池、异步任务、后台 worker、并发调度等场景。内容结构如下：

一、`std::thread` 高级用法清单

1. 线程成员函数调用（this 捕获）

class Worker {
public:void run() {std::thread t(&Worker::doWork, this); // 必须传 this 指针t.detach();}void doWork() {std::cout << "Running in thread: " << std::this_thread::get_id() << std::endl;}
};

2. 使用 Lambda 或函数对象启动线程

std::thread t([] {std::cout << "Lambda in thread\n";
});
t.join();

二、注意事项 & 常见坑

⚠️ 问题	原因
`std::terminate()` 崩溃	线程创建后未 join 或 detach
传引用未用 `std::ref`	参数拷贝错误或未生效
多线程访问共享变量	没加锁或未使用原子操作
类内线程管理失控	析构时线程未清理，资源泄漏或崩溃

三、封装线程为类成员的完整模板

#include <iostream>
#include <thread>
#include <atomic>
#include <chrono>class ThreadWorker {
public:ThreadWorker() : m_running(false) {}~ThreadWorker() {stop(); // 析构时停止线程}void start() {m_running = true;m_thread = std::thread(&ThreadWorker::threadFunc, this);}void stop() {if (m_running) {m_running = false;if (m_thread.joinable()) {m_thread.join();}}}private:void threadFunc() {while (m_running) {std::cout << "[Thread] Working... " << std::this_thread::get_id() << std::endl;std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));}std::cout << "[Thread] Exiting." << std::endl;}std::thread m_thread;std::atomic<bool> m_running;
};

使用方法：

int main() {ThreadWorker worker;worker.start();std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));worker.stop();
}

四、进阶封装建议（适合线程池设计）

1. 使用 `std::function<void()>` 注册任意任务

std::function<void()> task = [] { std::cout << "Job\n"; };

2. 使用 `std::queue` + `mutex` + `condition_variable` 管理任务队列

五、其他高级工具组合推荐

工具	用途
`std::future`, `std::promise`	任务结果异步获取
`std::packaged_task`	把函数打包为可异步执行任务
`std::atomic`	原子变量，轻量线程同步
`condition_variable`	多线程通信唤醒机制