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C++11 中的線程、鎖和條件變量(1)

編輯：C++入門知識

線程

類std::thread代表一個可執行線程，使用時必須包含頭文件<thread>。std::thread可以和普通函數，匿名函數和仿函數一個實現了operator()函數的類）一同使用。另外，它允許向線程函數傳遞任意數量的參數。

#include <thread> 
  
void func() 
{ 
   // do some work 
} 
  
int main() 
{ 
   std::thread t(func); 
   t.join(); 
  
   return 0; 
}

上例中，t 是一個線程對象，函數func()運行於該線程中。對join()函數的調用將使調用線程本例是指主線程）一直處於阻塞狀態，直到正在執行的線程t執行結束。如果線程函數返回某個值，該值也將被忽略。不過，該函數可以接收任意數量的參數。

void func(int i, double d, const std::string& s) 
{ 
    std::cout << i << ", " << d << ", " << s << std::endl; 
} 
  
int main() 
{ 
   std::thread t(func, 1, 12.50, "sample"); 
   t.join(); 
  
   return 0; 
}

盡管可以向線程函數傳遞任意數量的參數，但是所有的參數應當按值傳遞。如果需要將參數按引用傳遞，那要向下例所示那樣，必須將參數用std::ref 或者std::cref進行封裝。

void func(int& a) 
{ 
   a++; 
} 
  
int main() 
{ 
   int a = 42; 
   std::thread t(func, std::ref(a)); 
   t.join(); 
  
   std::cout << a << std::endl; 
  
   return 0; 
}

該程序打印結果為43，但是如果不用std::ref把參數a進行封裝的話，輸出結果將為42.

除了join方法外，該線程類還提供了另外兩個方法：

swap:交換兩個線程對象的底層句柄。

Detach: 允許執行該方法的線程脫離其線程對象而繼續獨立執行。脫離後的線程不再是可結合線程你不能等待它們執行結束）。

int main() 
{ 
    std::thread t(funct); 
    t.detach(); 
  
    return 0; 
}

有一點非常重要，如果線程函數拋出異常，使用常規的try-catch語句是捕獲不到該異常的。換句話說，以下的做法是不可行的：

try 
{ 
    std::thread t1(func); 
    std::thread t2(func); 
  
    t1.join(); 
    t2.join(); 
} 
catch(const std::exception& ex) 
{ 
    std::cout << ex.what() << std::endl; 
}

要在線程間傳遞異常，你需要在線程函數中捕獲他們，將其存儲在合適的地方，比便於另外的線程可以隨後獲取到這些異常。

std::mutex                       g_mutex; 
std::vector<std::exception_ptr>  g_exceptions; 
  
void throw_function() 
{ 
   throw std::exception("something wrong happened"); 
} 
  
void func() 
{ 
   try 
   { 
      throw_function(); 
   } 
   catch(...) 
   { 
      std::lock_guard<std::mutex> lock(g_mutex); 
      g_exceptions.push_back(std::current_exception()); 
   } 
} 
  
int main() 
{ 
   g_exceptions.clear(); 
  
   std::thread t(func); 
   t.join(); 
  
   for(auto& e : g_exceptions) 
   { 
      try 
      { 
         if(e != nullptr) 
         { 
            std::rethrow_exception(e); 
         } 
      } 
      catch(const std::exception& e) 
      { 
         std::cout << e.what() << std::endl; 
      } 
   } 
  
   return 0; 
}