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引言
当讨论现代编程语言的特性时，C++11无疑是一个不容忽视的里程碑。在前一篇文章中，我们深入探讨了Lambda表达式在C++11中的引入和应用。本文将继续探索C++11的强大功能，具体而言，我们这篇文章将聚焦于线程库和其中的thread类。
线程在多任务处理中起着至关重要的作用，它们允许程序同时执行多个任务，从而提高效率和响应速度。在C++11之前，线程的处理相对复杂且容易出错。然而，在C++11中引入的thread类为我们带来了更加便捷和安全的线程管理方式。让我们一起深入研究C++11线程库中的thread类，探索多线程编程的无限潜力吧！
一、thread类的简单介绍
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thread类是C++11引入的一个重要特性，它位于<thread>头文件中，并提供了一种简单而强大的方式来实现多线程编程。
使用thread类，我们可以轻松地创建和管理线程。通过创建thread对象，我们可以指定要执行的线程函数，并传递所需的参数。一旦线程对象被创建，我们可以使用它的成员函数来控制线程的生命周期，如启动线程、等待线程完成、检查线程是否运行等。
⭕以下是thread类的一些常用成员函数：
| 函数名 | 功能 |
|---|---|
| 构造函数 | 用于创建线程对象，并指定要执行的函数或可调用对象。 |
| start() | 启动线程的执行，使线程进入就绪状态并开始运行。 |
| join() | 阻塞当前线程，直到被调用的线程执行完毕。通常用于等待线程的结束，并获取线程的返回值（如果有）。 |
| detach() | 将线程对象设置为分离状态，使得线程无法被其他线程join()，并在执行完毕后自动释放资源。 |
| get_id() | 返回线程的ID，用于唯一标识一个线程。 |
| joinable() | 查询线程是否可执行，即查询线程是否已经启动但未被join()。 |
| hardware_concurrency() | 返回当前系统支持的最大线程数，通常与CPU核心数相同。 |
🚨注意：以上仅列举了thread类的部分常用成员函数，还有其他一些成员函数和静态成员函数可供我们使用。同时，在使用这些成员函数时，我们需要注意线程安全性和同步机制，以避免出现竞态条件和数据不一致的问题。
二、线程函数详细介绍
1. start() 函数
start()函数通常是由线程对象调用的，用于开始执行一个新线程。
（1）头文件
start()函数在C++标准库的<thread>头文件中进行声明。
（2）函数原型
start()函数的函数原型如下：
void start();
2. join() 函数
在C++标准库中，std::thread类提供了join()函数用于等待一个线程的结束并回收资源。
（1）头文件
join()函数在C++标准库的<thread>头文件中进行声明。
（2）函数原型
join()函数的函数原型如下：
void join();
3. detach() 函数
detach()函数是std::thread类提供的一个成员函数，用于将线程与std::thread对象分离，使其成为一个独立的线程，并在后台运行。
（1）头文件
detach()函数在C++标准库的<thread>头文件中进行声明。
（2）函数原型
detach()函数的函数原型如下：
void detach();
（3）使用示例
下面是一个使用std::thread及其detach()函数的示例：
#include <iostream>
#include <thread>
void thread_func()
{
std::cout << "Hello from new thread!" << std::endl;
}
int main()
{
std::thread t(thread_func); // 创建一个新线程，并指定线程函数
t.detach(); // 分离新线程
std::cout << "Hello from main thread!" << std::endl;
return 0;
}
在上述示例中，我们首先创建一个std::thread对象t，并将一个线程函数thread_func作为参数传递给构造函数。然后，我们通过调用t.detach()函数将新线程与std::thread对象分离。最后，主线程输出“Hello from main thread!”。
在运行上述示例时，将会看到如下输出：
Hello from main thread!
Hello from new thread!
由于我们在主线程中调用了t.detach()函数，新线程成为一个独立的线程，并在后台运行。因此，在输出“Hello from main thread!”之后，新线程才会输出“Hello from new thread!”。
4. get_id() 函数
get_id()函数是std::thread类提供的一个成员函数，用于获取与std::thread对象相关联的线程的ID。
（1）头文件
get_id()函数在C++标准库的<thread>头文件中进行声明。
（2）函数原型
get_id()函数的函数原型如下：
std::thread::id get_id() const noexcept;
（3）使用示例
下面是一个使用std::thread及其get_id()函数的示例：
#include <iostream>
#include <thread>
void thread_func()
{
std::cout << "Thread ID: " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
}
int main()
{
std::thread t(thread_func); // 创建一个新线程，并指定线程函数
std::cout << "Main thread ID: " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
t.join(); // 等待新线程结束
return 0;
}
在上述示例中，我们首先创建一个std::thread对象t，并将一个线程函数thread_func作为参数传递给构造函数。然后，我们通过调用t.join()函数等待新线程结束。在新线程的线程函数中，我们输出线程的ID。在主线程中，我们也输出主线程的ID。
在运行上述示例时，将会看到如下输出：
Main thread ID: 140102324408064
Thread ID: 140102234146560
由于我们在主线程中调用了std::this_thread::get_id()函数和新线程中的get_id()函数，分别获取了主线程和新线程的ID。可以看到，两个线程的ID是不同的。
5. joinable() 函数
joinable()函数是std::thread类提供的一个成员函数，用于检查与std::thread对象关联的线程是否可以被join或detach。
（1）头文件
joinable()函数在C++标准库的<thread>头文件中进行声明。
（2）函数原型
joinable()函数的函数原型如下：
bool joinable() const noexcept;
（3）参数解释
joinable()函数没有参数。调用该函数时，将返回一个bool类型的值，表示与std::thread对象相关联的线程是否可以被join或detach。
（4）返回值
joinable()函数返回值类型为bool。如果与std::thread对象相关联的线程可以被join或detach，则返回true；否则返回false。
（5）使用示例
下面是一个使用std::thread及其joinable()函数的示例：
#include <iostream>
#include <thread>
void thread_func()
{
std::cout << "Hello from new thread!" << std::endl;
}
int main()
{
std::thread t(thread_func); // 创建一个新线程，并指定线程函数
std::cout << "Is thread joinable? " << t.joinable() << std::endl; // 输出true
t.join(); // 等待新线程结束
std::cout << "Is thread joinable? " << t.joinable() << std::endl; // 输出false
return 0;
}
在上述示例中，我们首先创建一个std::thread对象t，并将一个线程函数thread_func作为参数传递给构造函数。然后，我们通过调用t.joinable()函数检查与std::thread对象关联的线程是否可以被join或detach。在新线程结束之前，该函数返回true。在调用t.join()函数等待新线程结束后，该函数返回false。
三、std::this_thread命名空间
C++11引入了std::this_thread命名空间，其中包含了一些与当前线程相关的函数和属性。这些函数和属性以全局函数或静态成员函数的形式提供。
⭕以下是std::this_thread命名空间下的一些常用函数：
| 函数名 | 功能 |
|---|---|
| std::this_thread::get_id() | 获取当前线程的ID，返回一个std::thread::id对象。 |
| std::this_thread::sleep_for() | 使当前线程休眠一段指定的时间。接受一个std::chrono::duration作为参数，表示休眠的时间间隔。 |
| std::this_thread::yield() | 暂时放弃当前线程的执行，允许其他线程运行。调用yield()后，当前线程可能会被重新调度执行，也可能继续让其他线程执行。 |
🚨注意：这些函数是与当前线程直接相关的，而不是用于创建或管理线程的类。
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