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【c++】: c++11线程库

news 2025/7/13 4:14:21

C++11线程库

C++11基于各个操作系统的线程操作进行了整合和面向对象封装，对于面向对象的语言来说，直接使用面向对象封装和接口显然对于开发者更加友好，因此，这里我根据我自己学习C++线程库的心得和体会以及线程库用法进行总结。

注：文中谈到的操作系统提供的系统接口都是Linux POSIX相关接口。

std::thread

std::thread实现的是针对线程的封装

constructor: 构造函数直接可以创建一个线程执行对应的任务（函数）。

void task() { std::cout << "I am a thread" << std::endl; }
int main() 
{std::thread t(task);if(t.joinable()) t.join();return 0;
}

细节

构造函数支持可变参数模版，我们可以在构造函数中提供函数的参数。
模拟实现
支持延迟定义，即首先定义一个std::thread进行默认初始化，后续通过匿名对象+移动构造直接定义。

int Plus(int left,int right) { return left + right; }
std::thread t;
t = std::thread(Plus,1,2);

joinable ：是否join
join : 如系统接口
detach : 如系统接口

std::mutex

在Linux中实现的是对pthread_mutex_t的封装。
使用方式和pthread_mutex_t几乎一直，只是构造和析构有mutex的构造析构函数管理。
这里我们主要不是谈论std::mutex, 而是他的管理器std::unique_lock

std::unique_lock

我们知道C++11提出的通过std::unique_ptr, shared_ptr, weak_ptr对指针的声明周期进行管理，同时一定程度上解决内存泄露的问题。
那么指针的生命周期可以管理，那么锁的声明周期也可以管理，这里的unique_lock实现的就是通过RAII思想针对锁的声明周期进行管理。

最简单的方式，也是最常见的使用的方式。

std::mutex _mtx;
{std::unique_lock<std::mutex> lock(_mtx);
}

通过局部域的方式，实现进入局部域加锁，出局部域解锁，不会出现死锁。

更加精密的操作

我们可以看到unique_lock的构造函数还有一些操作，那么这些操作具体的作用是什么呢？
在这里插入图片描述
示例：

std::mutex _mtx;
std::unique_lock<std::mutex> lock(_mtx, std::try_to_lock);

try_to_lock : 尝试加锁如果加锁失败，通过operator bool或者owns_lock判断是否加锁成功。
defer_lock ：延迟定义，也就是先声明后面统一进行加锁。

std::mutex _mtx1 , _mtx2;
std::unique_lock lock1(_mtx1, std::defer_lock);
std::unique_lock lock2(_mtx2, std::defer_lock);
std::lock(lock1, lock2); // 延迟定义，统一进行加锁

adopt_lock: 领养锁的声明周期，也就是锁已经加上了，这个时候我们可以直接领养这个锁并且管理他的生命周期
其他接口

比较简单，这里就不在进行过多的赘述。