C++使用thread類多線程程式設計

C++11中引入了一個用于多線程操作的thread類，簡單多線程示例：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <Windows.h>
 
using namespace std;
 
void thread01()
{
  for (int i = 0; i < 5; i++)
  {
    cout << "Thread 01 is working ！" << endl;
    Sleep(100);
  }
}
void thread02()
{
  for (int i = 0; i < 5; i++)
  {
    cout << "Thread 02 is working ！" << endl;
    Sleep(200);
  }
}
 
int main()
{
  thread task01(thread01);
  thread task02(thread02);
  task01.join();
  task02.join();
 
  for (int i = 0; i < 5; i++)
  {
    cout << "Main thread is working ！" << endl;
    Sleep(200);
  }
  system("pause");
}      

輸出：

兩個子線程并行執行，join函數會阻塞主流程，是以子線程都執行完成之後才繼續執行主線程。可以使用detach将子線程從主流程中分離，獨立運作，不會阻塞主線程：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <Windows.h>
 
using namespace std;
 
void thread01()
{
  for (int i = 0; i < 5; i++)
  {
    cout << "Thread 01 is working ！" << endl;
    Sleep(100);
  }
}
void thread02()
{
  for (int i = 0; i < 5; i++)
  {
    cout << "Thread 02 is working ！" << endl;
    Sleep(200);
  }
}
 
int main()
{
  thread task01(thread01);
  thread task02(thread02);
  task01.detach();
  task02.detach();
 
  for (int i = 0; i < 5; i++)
  {
    cout << "Main thread is working ！" << endl;
    Sleep(200);
  }
  system("pause");
}      

輸出：

使用detach的主線程和兩個子線程并行執行。

帶參子線程

在綁定的時候也可以同時給帶參數的線程傳入參數：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <Windows.h>
 
using namespace std;
 
//定義帶參數子線程
void thread01(int num)
{
  for (int i = 0; i < num; i++)
  {
    cout << "Thread 01 is working ！" << endl;
    Sleep(100);
  }
}
void thread02(int num)
{
  for (int i = 0; i < num; i++)
  {
    cout << "Thread 02 is working ！" << endl;
    Sleep(200);
  }
}
 
int main()
{
  thread task01(thread01, 5);  //帶參數子線程
  thread task02(thread02, 5);
  task01.detach();
  task02.detach();
 
  for (int i = 0; i < 5; i++)
  {
    cout << "Main thread is working ！" << endl;
    Sleep(200);
  }
  system("pause");
}      

輸出跟上例輸出一樣：

多線程資料競争

多個線程同時對同一變量進行操作的時候，如果不對變量做一些保護處理，有可能導緻處理結果異常：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <Windows.h>
 
using namespace std;
 
int totalNum = 100;
 
void thread01()
{
  while (totalNum > 0)
  {
    cout << totalNum << endl;
    totalNum--;
    Sleep(100);
  }
}
void thread02()
{
  while (totalNum > 0)
  {
    cout << totalNum << endl;
    totalNum--;
    Sleep(100);
  }
}
 
int main()
{
  thread task01(thread01);
  thread task02(thread02);
  task01.detach();
  task02.detach();
  system("pause");
}      

輸出結果（部分）：

有兩個問題，一是有很多變量被重複輸出了，而有的變量沒有被輸出；二是正常情況下每個線程輸出的資料後應該緊跟一個換行符，但這裡大部分卻是另一個線程的輸出。

這是由于第一個線程對變量操作的過程中，第二個線程也對同一個變量進行各操作，導緻第一個線程處理完後的輸出有可能是線程二操作的結果。針對這種資料競争的情況，可以使用線程互斥對象mutex保持資料同步。

mutex類的使用需要包含頭檔案mutex：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <Windows.h>
#include <mutex>
 
using namespace std;
 
mutex mu;  //線程互斥對象
 
int totalNum = 100;
 
void thread01()
{
  while (totalNum > 0)
  {
    mu.lock(); //同步資料鎖
    cout << totalNum << endl;
    totalNum--;
    Sleep(100);
    mu.unlock();  //解除鎖定
  }
}
void thread02()
{
  while (totalNum > 0)
  {
    mu.lock();
    cout << totalNum << endl;
    totalNum--;
    Sleep(100);
    mu.unlock();
  }
}
 
int main()
{
  thread task01(thread01);
  thread task02(thread02);
  task01.detach();
  task02.detach();
  system("pause");
}