C++之线程管控（二）

背景

随着多核处理器的普及，多线程编程已经成为软件开发中不可或缺的一部分。C++11标准为我们带来了线程库，让我们能够更方便地在C++中实现多线程编程。在这篇博客中，我们将介绍C++线程管控的基本概念和方法，包括向线程函数传递参数，移交线程归属权，运行时选择线程数量和识别线程。

向线程函数传递参数

在C++中，我们可以使用std::thread类来创建线程。当我们创建一个线程时，可以将函数作为参数传递给线程构造函数。此外，我们还可以向这个函数传递参数。这里有一个简单的例子：

#include <iostream>
#include <thread>

void print_sum(int a, int b) {
    std::cout << "Sum: " << a + b << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t(print_sum, 3, 4);
    t.join();
    return 0;
}

在这个例子中，我们创建了一个名为print_sum的函数，它接受两个整数参数并打印它们的和。然后，我们创建了一个线程t，并将print_sum函数作为参数传递给线程构造函数，同时传递了两个整数参数3和4。最后，我们调用join()函数等待线程执行完成。

移交线程归属权

在C++中，线程对象是可移动的，但不可复制的。这意味着我们可以将一个线程对象的归属权转移给另一个线程对象，但不能创建一个线程对象的副本。这可以通过使用std::move()函数实现。下面是一个例子：

#include <iostream>
#include <thread>

void print_hello() {
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t1(print_hello);
    std::thread t2 = std::move(t1);
    t2.join();
    return 0;
}

在这个例子中，我们创建了一个名为print_hello的函数，它不接受任何参数并打印Hello, World!。然后，我们创建了一个线程t1，并将print_hello函数作为参数传递给线程构造函数。接下来，我们将t1的归属权转移到t2，并调用join()函数等待线程执行完成。

在运行时选择线程数量

有时，我们希望根据程序运行时的环境来选择线程的数量。例如，我们可能希望根据计算机上可用的处理器数量来创建线程。我们可以使用std::thread::hardware_concurrency()函数来查询可用的处理器数量。下面是一个例子：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>

void print_hello() {
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
}

int main() {
    unsigned int num_threads = std::thread::hardware_concurrency();
    std::vector<std::thread> threads;

    for (unsigned int i = 0; i < num_threads; ++i) {
        threads.push_back(std::thread(print_hello));
    }

    for (auto& t : threads) {
        t.join();
    }

    return 0;
}

在这个例子中，我们首先查询可用的处理器数量，然后创建一个线程向量。接下来，我们根据处理器数量创建线程，并将它们添加到线程向量中。最后，我们遍历线程向量，调用join()函数等待所有线程执行完成。

识别线程

在多线程编程中，有时我们需要识别正在执行的线程。C++标准库提供了std::this_thread命名空间，其中包含一些有用的函数，如get_id()，用于获取当前线程的唯一标识符。下面是一个例子：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

std::mutex mtx;

void print_thread_id() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    std::cout << "Thread ID: " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
    lock.unlock();
}

int main() {
    std::vector<std::thread> threads;

    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        threads.push_back(std::thread(print_thread_id));
    }

    for (auto& t : threads) {
        t.join();
    }

    return 0;
}

在这个例子中，我们创建了一个名为print_thread_id的函数，它使用std::this_thread::get_id()函数获取当前线程的ID，并打印它。我们还使用了std::mutex和std::unique_lock来确保输出不会发生冲突。然后，我们创建了一个线程向量，并创建了5个线程，将它们添加到线程向量中。最后，我们遍历线程向量，调用join()函数等待所有线程执行完成。

最后

总结一下，在这篇博客中，我们介绍了C++线程管控的基本概念和方法，包括向线程函数传递参数，移交线程归属权，运行时选择线程数量和识别线程。C++11标准库中的线程支持为我们提供了强大的多线程编程能力。通过熟练掌握这些概念和方法，我们可以更好地利用多核处理器，提高程序的性能和响应速度。