Linux下C++多线程编程（入门实例）
2021/7/22 7:11:07
本文主要是介绍Linux下C++多线程编程（入门实例），对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！
C++多线程编程视频教程：https://pan.baidu.com/s/1qLhfl83NeacIfR8QUJefmw
提取码：z9w1
C++ 多线程
多线程是多任务处理的一种特殊形式，多任务处理允许让电脑同时运行两个或两个以上的程序。一般情况下，两种类型的多任务处理：基于进程和基于线程。
- 基于进程的多任务处理是程序的并发执行。
- 基于线程的多任务处理是同一程序的片段的并发执行。
多线程程序包含可以同时运行的两个或多个部分。这样的程序中的每个部分称为一个线程，每个线程定义了一个单独的执行路径。
本教程假设您使用的是 Linux 操作系统，我们要使用 POSIX 编写多线程 C++ 程序。POSIX Threads 或 Pthreads 提供的 API 可在多种类 Unix POSIX 系统上可用，比如 FreeBSD、NetBSD、GNU/Linux、Mac OS X 和 Solaris。
创建线程
下面的程序，我们可以用它来创建一个 POSIX 线程：
1 #include <pthread.h> 2 pthread_create (thread, attr, start_routine, arg)
在这里，pthread_create 创建一个新的线程，并让它可执行。下面是关于参数的说明：
创建线程成功时，函数返回 0，若返回值不为 0 则说明创建线程失败。
终止线程
使用下面的程序，我们可以用它来终止一个 POSIX 线程：
1 #include <pthread.h> 2 pthread_exit (status)
在这里，pthread_exit 用于显式地退出一个线程。通常情况下，pthread_exit() 函数是在线程完成工作后无需继续存在时被调用。
如果 main() 是在它所创建的线程之前结束，并通过 pthread_exit() 退出，那么其他线程将继续执行。否则，它们将在 main() 结束时自动被终止。
实例
以下简单的实例代码使用 pthread_create() 函数创建了 5 个线程，每个线程输出"Hello Runoob！":
1 #include <iostream>
2 // 必须的头文件
3 #include <pthread.h>
4
5 using namespace std;
6
7 #define NUM_THREADS 5
8
9 // 线程的运行函数
10 void* say_hello(void* args)
11 {
12 cout << "Hello Runoob！" << endl;
13 return 0;
14 }
15
16 int main()
17 {
18 // 定义线程的 id 变量，多个变量使用数组
19 pthread_t tids[NUM_THREADS];
20 for(int i = 0; i < NUM_THREADS; ++i)
21 {
22 //参数依次是：创建的线程id，线程参数，调用的函数，传入的函数参数
23 int ret = pthread_create(&tids[i], NULL, say_hello, NULL);
24 if (ret != 0)
25 {
26 cout << "pthread_create error: error_code=" << ret << endl;
27 }
28 }
29 //等各个线程退出后，进程才结束，否则进程强制结束了，线程可能还没反应过来；
30 pthread_exit(NULL);
31 }
使用 -lpthread 库编译下面的程序：
$ g++ test.cpp -lpthread -o test.o
现在，执行程序，将产生下列结果：
1 $ ./test.o 2 Hello Runoob！ 3 Hello Runoob！ 4 Hello Runoob！ 5 Hello Runoob！ 6 Hello Runoob！
以下简单的实例代码使用 pthread_create() 函数创建了 5 个线程，并接收传入的参数。每个线程打印一个 "Hello Runoob!" 消息，并输出接收的参数，然后调用 pthread_exit() 终止线程。
实例
1 //文件名：test.cpp
2
3 #include <iostream>
4 #include <cstdlib>
5 #include <pthread.h>
6
7 using namespace std;
8
9 #define NUM_THREADS 5
10
11 void *PrintHello(void *threadid)
12 {
13 // 对传入的参数进行强制类型转换，由无类型指针变为整形数指针，然后再读取
14 int tid = *((int*)threadid);
15 cout << "Hello Runoob! 线程 ID, " << tid << endl;
16 pthread_exit(NULL);
17 }
18
19 int main ()
20 {
21 pthread_t threads[NUM_THREADS];
22 int indexes[NUM_THREADS];// 用数组来保存i的值
23 int rc;
24 int i;
25 for( i=0; i < NUM_THREADS; i++ ){
26 cout << "main() : 创建线程, " << i << endl;
27 indexes[i] = i; //先保存i的值
28 // 传入的时候必须强制转换为void* 类型，即无类型指针
29 rc = pthread_create(&threads[i], NULL,
30 PrintHello, (void *)&(indexes[i]));
31 if (rc){
32 cout << "Error:无法创建线程," << rc << endl;
33 exit(-1);
34 }
35 }
36 pthread_exit(NULL);
37 }
现在编译并执行程序，将产生下列结果：
1 $ g++ test.cpp -lpthread -o test.o 2 $ ./test.o 3 main() : 创建线程, 0 4 main() : 创建线程, 1 5 Hello Runoob! 线程 ID, 0 6 main() : 创建线程, Hello Runoob! 线程 ID, 21 7 8 main() : 创建线程, 3 9 Hello Runoob! 线程 ID, 2 10 main() : 创建线程, 4 11 Hello Runoob! 线程 ID, 3 12 Hello Runoob! 线程 ID, 4
向线程传递参数
这个实例演示了如何通过结构传递多个参数。您可以在线程回调中传递任意的数据类型，因为它指向 void，如下面的实例所示：
实例
1 #include <iostream>
2 #include <cstdlib>
3 #include <pthread.h>
4
5 using namespace std;
6
7 #define NUM_THREADS 5
8
9 struct thread_data{
10 int thread_id;
11 char *message;
12 };
13
14 void *PrintHello(void *threadarg)
15 {
16 struct thread_data *my_data;
17
18 my_data = (struct thread_data *) threadarg;
19
20 cout << "Thread ID : " << my_data->thread_id ;
21 cout << " Message : " << my_data->message << endl;
22
23 pthread_exit(NULL);
24 }
25
26 int main ()
27 {
28 pthread_t threads[NUM_THREADS];
29 struct thread_data td[NUM_THREADS];
30 int rc;
31 int i;
32
33 for( i=0; i < NUM_THREADS; i++ ){
34 cout <<"main() : creating thread, " << i << endl;
35 td[i].thread_id = i;
36 td[i].message = (char*)"This is message";
37 rc = pthread_create(&threads[i], NULL,
38 PrintHello, (void *)&td[i]);
39 if (rc){
40 cout << "Error:unable to create thread," << rc << endl;
41 exit(-1);
42 }
43 }
44 pthread_exit(NULL);
45 }
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
1 $ g++ -Wno-write-strings test.cpp -lpthread -o test.o 2 $ ./test.o 3 main() : creating thread, 0 4 main() : creating thread, 1 5 Thread ID : 0 Message : This is message 6 main() : creating thread, Thread ID : 21 7 Message : This is message 8 main() : creating thread, 3 9 Thread ID : 2 Message : This is message 10 main() : creating thread, 4 11 Thread ID : 3 Message : This is message 12 Thread ID : 4 Message : This is message
连接和分离线程
我们可以使用以下两个函数来连接或分离线程：
1 pthread_join (threadid, status) 2 pthread_detach (threadid)
pthread_join() 子程序阻碍调用程序，直到指定的 threadid 线程终止为止。当创建一个线程时，它的某个属性会定义它是否是可连接的（joinable）或可分离的（detached）。只有创建时定义为可连接的线程才可以被连接。如果线程创建时被定义为可分离的，则它永远也不能被连接。
这个实例演示了如何使用 pthread_join() 函数来等待线程的完成。
实例
1 #include <iostream>
2 #include <cstdlib>
3 #include <pthread.h>
4 #include <unistd.h>
5
6 using namespace std;
7
8 #define NUM_THREADS 5
9
10 void *wait(void *t)
11 {
12 int i;
13 long tid;
14
15 tid = (long)t;
16
17 sleep(1);
18 cout << "Sleeping in thread " << endl;
19 cout << "Thread with id : " << tid << " ...exiting " << endl;
20 pthread_exit(NULL);
21 }
22
23 int main ()
24 {
25 int rc;
26 int i;
27 pthread_t threads[NUM_THREADS];
28 pthread_attr_t attr;
29 void *status;
30
31 // 初始化并设置线程为可连接的（joinable）
32 pthread_attr_init(&attr);
33 pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);
34
35 for( i=0; i < NUM_THREADS; i++ ){
36 cout << "main() : creating thread, " << i << endl;
37 rc = pthread_create(&threads[i], NULL, wait, (void *)&i );
38 if (rc){
39 cout << "Error:unable to create thread," << rc << endl;
40 exit(-1);
41 }
42 }
43
44 // 删除属性，并等待其他线程
45 pthread_attr_destroy(&attr);
46 for( i=0; i < NUM_THREADS; i++ ){
47 rc = pthread_join(threads[i], &status);
48 if (rc){
49 cout << "Error:unable to join," << rc << endl;
50 exit(-1);
51 }
52 cout << "Main: completed thread id :" << i ;
53 cout << " exiting with status :" << status << endl;
54 }
55
56 cout << "Main: program exiting." << endl;
57 pthread_exit(NULL);
58 }
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
1 main() : creating thread, 0 2 main() : creating thread, 1 3 main() : creating thread, 2 4 main() : creating thread, 3 5 main() : creating thread, 4 6 Sleeping in thread 7 Thread with id : 4 ...exiting 8 Sleeping in thread 9 Thread with id : 3 ...exiting 10 Sleeping in thread 11 Thread with id : 2 ...exiting 12 Sleeping in thread 13 Thread with id : 1 ...exiting 14 Sleeping in thread 15 Thread with id : 0 ...exiting 16 Main: completed thread id :0 exiting with status :0 17 Main: completed thread id :1 exiting with status :0 18 Main: completed thread id :2 exiting with status :0 19 Main: completed thread id :3 exiting with status :0 20 Main: completed thread id :4 exiting with status :0 21 Main: program exiting.
c++ 11 之后有了标准的线程库：
1 #include <iostream>
2
3 #include <thread>
4
5 std::thread::id main_thread_id = std::this_thread::get_id();
6
7 void hello()
8 {
9 std::cout << "Hello Concurrent World\n";
10 if (main_thread_id == std::this_thread::get_id())
11 std::cout << "This is the main thread.\n";
12 else
13 std::cout << "This is not the main thread.\n";
14 }
15
16 void pause_thread(int n) {
17 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(n));
18 std::cout << "pause of " << n << " seconds ended\n";
19 }
20
21 int main() {
22 std::thread t(hello);
23 std::cout << t.hardware_concurrency() << std::endl;//可以并发执行多少个(不准确)
24 std::cout << "native_handle " << t.native_handle() << std::endl;//可以并发执行多少个(不准确)
25 t.join();
26 std::thread a(hello);
27 a.detach();
28 std::thread threads[5]; // 默认构造线程
29
30 std::cout << "Spawning 5 threads...\n";
31 for (int i = 0; i < 5; ++i)
32 threads[i] = std::thread(pause_thread, i + 1); // move-assign threads
33 std::cout << "Done spawning threads. Now waiting for them to join:\n";
34 for (auto &thread : threads)
35 thread.join();
36 std::cout << "All threads joined!\n";
37 }
之前一些编译器使用 C++11 的编译参数是 -std=c++11
g++ -std=c++11 test.cpp -lpthread
原文链接：http://www.runoob.com/cplusplus/cpp-multithreading.html
这篇关于Linux下C++多线程编程（入门实例）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！
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