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c++,windows,多线程编程详细介绍

web 2025/5/16 9:57:59

一、C++11 标准库实现多线程编程

1. 基本线程创建

函数指针：通过函数指针创建线程，是最基本的方式。
Lambda 表达式：Lambda 表达式可以直接内联定义线程执行的代码。
类成员函数：通过类中的 operator() 方法定义函数对象来创建线程，或直接调用类的成员函数。

2. 线程管理

join()：等待线程完成执行。如果不调用 join() 或 detach() 而直接销毁线程对象，会导致程序崩溃。
detach()：将线程与主线程分离，线程在后台独立运行，主线程不再等待它。

3. 线程传参

值传递：参数可以通过值传递给线程。
引用传递：如果需要传递引用参数，需要使用 std::ref。

4. 同步机制

互斥量（std::mutex）：用于保护共享数据，防止数据竞争。
锁（std::lock_guard 和 std::unique_lock）：用于管理锁的获取和释放。
条件变量（std::condition_variable）：用于线程间的条件变量，协调线程间的等待和通知。

5. 异步编程

std::async 和 std::future：用于实现线程间的值传递和任务同步，可以在不创建线程的情况下实现并发执行。

示例代码

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <vector>std::mutex mtx;void printMessage(int id) {std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);std::cout << "Thread " << id << " is running.\n";std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));std::cout << "Thread " << id << " has finished.\n";
}int main() {std::vector<std::thread> threads;for (int i = 0; i < 5; ++i) {threads.emplace_back(printMessage, i);}for (auto& thread : threads) {thread.join();}std::cout << "All threads have completed.\n";return 0;
}

二、Windows API 实现多线程编程

1. 基本线程创建

使用 CreateThread 函数创建线程，需要手动管理线程句柄和资源。

2. 线程管理

WaitForSingleObject 或 WaitForMultipleObjects：用于等待线程完成。
CloseHandle：用于关闭线程句柄，释放资源。

3. 线程传参

通过指针传递参数给线程函数。

示例代码

#include <iostream>
#include <windows.h>DWORD WINAPI ThreadFunction(LPVOID lpParam) {int id = *static_cast<int*>(lpParam);std::cout << "Thread " << id << " is running.\n";Sleep(1000); // Windows API 中的 Sleep 函数，单位为毫秒std::cout << "Thread " << id << " has finished.\n";return 0;
}int main() {HANDLE threads[5];int threadIds[5] = {0, 1, 2, 3, 4};for (int i = 0; i < 5; ++i) {threads[i] = CreateThread(NULL,                   // 默认安全属性0,                      // 默认堆栈大小ThreadFunction,         // 线程函数&threadIds[i],          // 传递给线程函数的参数0,                      // 默认创建标志NULL                    // 线程ID（不返回）);}WaitForMultipleObjects(5, threads, TRUE, INFINITE); // 等待所有线程完成for (int i = 0; i < 5; ++i) {CloseHandle(threads[i]); // 关闭线程句柄}std::cout << "All threads have completed.\n";return 0;
}