c++11 新特性实战（一）：多线程操作

c++11多线程操作

线程
- thread
```
int main()

{

    thread t1(Test1);

    t1.join();

    thread t2(Test2);

    t2.join();

    thread t3 = t1;

    thread t4(t1);

    thread t5 = std::move(t1);

    thread t6(std::move(t1));

    return 0;

}
```
t3,t4创建失败，因为thread的拷贝构造和赋值运算符重载的原型是：
```
thread(const thread&) = delete;

thread& operator=(const thread&) = delete;
```
被禁用了，但是t5, t6线程是创建成功的。std::move把t1转换为右值，调用的是函数原型为thread& operator=(thread&& _Other) noexcept和thread(thread&& _Other) noexcept。

当线程对象t1被移动拷贝和移动赋值给t5和t6的时候，t1就失去了线程控制权，也就是一个线程只能同时被一个线程对象所控制。最直观的是t1.joinable()返回值为false,joinable()函数后面介绍。

使用类成员函数作为线程参数：
```
class Task

{

public:

    Task(){}

    void Task1() {}

    void Task2() {}

private:

};

int main()

{

    Task task;

    thread t3(&Task::Task1, &task);

    t3.join();

    return 0;

}
```
关键点是要创建一个类对象，并作为第二个参数传入thread（）线程的构造函数中去。

管理当前线程的函数

yield

此函数的准确性为依赖于实现，特别是使用中的 OS 调度器机制和系统状态。例如，先进先出实时调度器（ Linux 的 SCHED_FIFO ）将悬挂当前线程并将它放到准备运行的同优先级线程的队列尾（而若无其他线程在同优先级，则 yield 无效果）。

#include <iostream>

#include <chrono>

#include <thread>

// 建议其他线程运行一小段时间的“忙睡眠”

void little_sleep(std::chrono::microseconds us)

{

    auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();

    auto end = start + us;

    do {

        std::this_thread::yield();

    } while (std::chrono::high_resolution_clock::now() < end);

}

int main()

{

    auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();

    little_sleep(std::chrono::microseconds(100));

    auto elapsed = std::chrono::high_resolution_clock::now() - start;

    std::cout << "waited for "

              << std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(elapsed).count()

              << " microseconds\n";

}

get_id

这个函数不用过多介绍了，就是用来获取当前线程id的，用来标识线程的身份。

 std::thread::id this_id = std::this_thread::get_id();

sleep_for

位于this_thread命名空间下，msvc下支持两种时间参数。

std::this_thread::sleep_for(2s);

std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));

sleep_untile

参数构建起来挺麻烦的，一般场景下要求线程睡眠的就用sleep_for就行了

using std::chrono::system_clock;

time_t tt = system_clock::to_time_t(system_clock::now());

struct std::tm *ptm = localtime(&tt);

 std::this_thread::sleep_until(system_clock::from_time_t(mktime(ptm)));

互斥
- mutex
对于互斥量看到一个很好的比喻：

单位上有一台打印机（共享数据a），你要用打印机（线程1要操作数据a），同事老王也要用打印机(线程2也要操作数据a)，但是打印机同一时间只能给一个人用，此时，规定不管是谁，在用打印机之前都要向领导申请许可证（lock），用完后再向领导归还许可证(unlock)，许可证总共只有一个,没有许可证的人就等着在用打印机的同事用完后才能申请许可证(阻塞，线程1lock互斥量后其他线程就无法lock,只能等线程1unlock后，其他线程才能lock)，那么，这个许可证就是互斥量。互斥量保证了使用打印机这一过程不被打断。

代码示例：
```
mutex mtx;

int gNum = 0;

void Test1()

{

    mtx.lock();

    for(int n = 0; n < 5; ++n)

        gNum++;

    mtx.unlock();

}

void Test2()

{

    std::cout << "gNum = " << gNum << std::endl;

}

int main()

{

    thread t1(Test1);

    t1.join();

    thread t2(Test2);

    t2.join();

    return 0;

}
```
join()表示主线程等待子线程结束再继续执行，如果我们的期望是打印循环自增之后的gNum的值，那t1.join()就放在t2创建之前调用。因为t2的创建就标志着t2线程创建好然后开始执行了。

通常mutex不单独使用，因为lock和unlock必须配套使用，如果忘记unlock很可能造成死锁，即使unlock写了，但是如果在执行之前程序捕获到异常，也还是一样会死锁。如何解决使用mutex造成的死锁问题呢？下面介绍unique_gard和lock_guard的时候详细说明。
- timed_mutex
提供互斥设施，实现有时限锁定
- recursive_mutex
提供能被同一线程递归锁定的互斥设施
- recursive_timed_mutex
提供能被同一线程递归锁定的互斥设施，并实现有时限锁定

通用互斥管理

lock_guard

void Test1()

{

    std::lock_guard<std::mutex> lg(mtx);

    for(int n = 0; n < 5; ++n)

    {

        gNum++;

        std::cout << "gNum = " << gNum << std::endl;

    }

}

int main()

{

    thread t1(Test1);

    thread t2(Test1);

    t1.join();

    t2.join();

    return 0;

}

lock_guard相当于利用RAII机制（“资源获取就是初始化”）把mutex封装了一下，在构造中lock，在析构中unlock。避免了中间过程出现异常导致的mutex不能够正常unlock.

scoped_lock(c++17)
unique_lock
defer_lock_t
try_to_lock_t
adopt_lock_t
defer_lock
try_to_lock
adopt_lock

通用锁算法
- try_lock
- lock
单次调用
- once_flag
- call_once
条件变量
- condition_variable
- condition_variable_any
- notify_all_at_thread_exit
- cv_status
Future
- promise
- packaged_task
- future
- shared_future
- async
- launch
- future_status
- Future错误
  - future_error
  - future_category
  - future_errc

巴特西

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