std::thread myThread ( thread_fun);
//函数形式为void thread_fun()
myThread.join();
//同一个函数可以代码复用，创建多个线程
std::thread myThread ( thread_fun(100));
myThread.join();
//函数形式为void thread_fun(int x)
//同一个函数可以代码复用，创建多个线程
std::thread (thread_fun,1).detach();
//直接创建线程，没有名字
//函数形式为void thread_fun(int x)
std::thread (thread_fun,1).detach();
For Example
使用g++编译下列代码的方式：
g++ http://test.cc -o test -l pthread
#include <iostream>
#include <thread>
using namespace std;
void thread_1()
    cout<<"子线程1"<<endl;
void thread_2(int x)
    cout<<"x:"<<x<<endl;
    cout<<"子线程2"<<endl;
int main()
  thread first ( thread_1); // 开启线程，调用：thread_1()
  thread second (thread_2,100); // 开启线程，调用：thread_2(100)
  //thread third(thread_2,3);//开启第3个线程，共享thread_2函数。
  std::cout << "主线程\n";
  first.join(); //必须说明添加线程的方式            
  second.join(); 
  std::cout << "子线程结束.\n";//必须join完成
  return 0;
1.4 join与detach方式





    

当线程启动后，一定要在和线程相关联的thread销毁前，确定以何种方式等待线程执行结束。比如上例中的join。
detach方式，启动的线程自主在后台运行，当前的代码继续往下执行，不等待新线程结束。
join方式，等待启动的线程完成，才会继续往下执行。
可以使用joinable判断是join模式还是detach模式。
if (myThread.joinable()) foo.join();
（1）join举例
下面的代码，join后面的代码不会被执行，除非子线程结束。
#include <iostream>
#include <thread>
using namespace std;
void thread_1()
  while(1)
  //cout<<"子线程1111"<<endl;
void thread_2(int x)
  while(1)
  //cout<<"子线程2222"<<endl;
int main()
    thread first ( thread_1); // 开启线程，调用：thread_1()
    thread second (thread_2,100); // 开启线程，调用：thread_2(100)
    first.join(); // pauses until first finishes 这个操作完了之后才能destroyed
    second.join(); // pauses until second finishes//join完了之后，才能往下执行。
    while(1)
      std::cout << "主线程\n";
    return 0;
（2）detach举例
下列代码中，主线程不会等待子线程结束。如果主线程运行结束，程序则结束。
#include <iostream>
#include <thread>
using namespace std;
void thread_1()
  while(1)
      cout<<"子线程1111"<<endl;
void thread_2(int x)
    while(1)
        cout<<"子线程2222"<<endl;
int main()
    thread first ( thread_1);  // 开启线程，调用：thread_1()
    thread second (thread_2,100); // 开启线程，调用：thread_2(100)
    first.detach();                
    second.detach();            
    for(int i = 0; i < 10; i++)
        std::cout << "主线程\n";
    return 0;
1.5 this_thread

this_thread是一个类，它有4个功能函数，具体如下：
using std::chrono::system_clock;
std::time_t tt = system_clock::to_time_t(system_clock::now());
struct std::tm * ptm = std::localtime(&tt);
cout << "Waiting for the next minute to begin...\n";
++ptm->tm_min; //加一分钟
ptm->tm_sec = 0; //秒数设置为0//暂停执行，到下一整分执行
this_thread::sleep_until(system_clock::from_time_t(mktime(ptm)));
2.mutex

mutex头文件主要声明了与互斥量(mutex)相关的类。mutex提供了4种互斥类型，如下表所示。
std::mutex 是C++11 中最基本的互斥量，std::mutex 对象提供了独占所有权的特性——即不支持递归地对 std::mutex 对象上锁，而 std::recursive_lock 则可以递归地对互斥量对象上锁。
2.1 lock与unlock

mutex常用操作：
lock()：资源上锁
unlock()：解锁资源
trylock()：查看是否上锁，它有下列3种类情况：
（1）未上锁返回false，并锁住；
（2）其他线程已经上锁，返回true；
（3）同一个线程已经对它上锁，将会产生死锁。
死锁：是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。
下面结合实例对lock和unlock进行说明。
同一个mutex变量上锁之后，一个时间段内，只允许一个线程访问它。例如：
#include <iostream>  // std::cout
#include <thread>  // std::thread
#include <mutex>  // std::mutex
std::mutex mtx;  // mutex for critical section
void print_block (int n, char c) 
// critical section (exclusive access to std::cout signaled by locking mtx):
    mtx.lock();
    for (int i=0; i<n; ++i) 
       std::cout << c; 
    std::cout << '\n';
    mtx.unlock();
int main ()
    std::thread th1 (print_block,50,'');//线程1：打印*
    std::thread th2 (print_block,50,'$');//线程2：打印$
    th1.join();
    th2.join();
    return 0;
**************************************************
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$
如果是不同mutex变量，因为不涉及到同一资源的竞争，所以以下代码运行可能会出现交替打印的情况，或者另一个线程可以修改共同的全局变量！
#include <iostream> // std::cout
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex
std::mutex mtx_1; // mutex for critical section
std::mutex mtx_2;  // mutex for critical section
int test_num = 1;
void print_block_1 (int n, char c) 
// critical section (exclusive access to std::cout signaled by locking mtx):
    mtx_1.lock();
    for (int i=0; i<n; ++i) 
        //std::cout << c;
        test_num = 1;
        std::cout<<test_num<<std::endl;
        std::cout << '\n';
    mtx_1.unlock();
void print_block_2 (int n, char c) 
{// critical section (exclusive access to std::cout signaled by locking mtx):
    mtx_2.lock();
    test_num = 2;
    for (int i=0; i<n; ++i) 
    //std::cout << c;
      test_num = 2;
      std::cout<<test_num<<std::endl;
    mtx_2.unlock();
int main ()
    std::thread th1 (print_block_1,10000,'*');
    std::thread th2 (print_block_2,10000,'$');
    th1.join();
    th2.join();
    return 0;
2.2 lock_guard

创建lock_guard对象时，它将尝试获取提供给它的互斥锁的所有权。当控制流离开lock_guard对象的作用域时，lock_guard析构并释放互斥量。lock_guard的特点：
创建即加锁，作用域结束自动析构并解锁，无需手工解锁
不能中途解锁，必须等作用域结束才解锁
#include <thread>
#include <mutex>
#include <iostream>
int g_i = 0;
std::mutex g_i_mutex;  // protects g_i，用来保护g_i
void safe_increment()
    const std::lock_guard<std::mutex> lock(g_i_mutex);
    ++g_i;
    std::cout << std::this_thread::get_id() << ": " << g_i << '\n';// g_i_mutex自动解锁}int main(){
    std::cout << "main id: " <<std::this_thread::get_id()<<std::endl;
    std::cout << "main: " << g_i << '\n';
    std::thread t1(safe_increment);
    std::thread t2(safe_increment);
    t1.join();
    t2.join();
    std::cout << "main: " << g_i << '\n';
该程序的功能为，每经过一个线程，g_i 加1。
因为涉及到共同资源g_i ，所以需要一个共同mutex：g_i_mutex。
main线程的id为1，所以下次的线程id依次加1。
2.3 unique_lock

简单地讲，unique_lock 是 lock_guard 的升级加强版，它具有 lock_guard 的所有功能，同时又具有其他很多方法，使用起来更加灵活方便，能够应对更复杂的锁定需要。unique_lock的特点：
创建时可以不锁定（通过指定第二个参数为std::defer_lock），而在需要时再锁定
可以随时加锁解锁
作用域规则同 lock_grard，析构时自动释放锁
不可复制，可移动
条件变量需要该类型的锁作为参数（此时必须使用unique_lock）
所有 lock_guard 能够做到的事情，都可以使用 unique_lock 做到，反之则不然。那么何时使lock_guard呢？很简单，需要使用锁的时候，首先考虑使用 lock_guard，因为lock_guard是最简单的锁。
下面是代码举例：
#include <mutex>
#include <thread>
#include <iostream>
struct Box {
    explicit Box(int num) : num_things{num} {}
    int num_things;
    std::mutex m;
void transfer(Box &from, Box &to, int num)
    // defer_lock表示暂时unlock，默认自动加锁
    std::unique_lock<std::mutex> lock1(from.m, std::defer_lock);
    std::unique_lock<std::mutex> lock2(to.m, std::defer_lock);//两个同时加锁
    std::lock(lock1, lock2);//或者使用lock1.lock()
    from.num_things -= num;
    to.num_things += num;//作用域结束自动解锁,也可以使用lock1.unlock()手动解锁
int main()
    Box acc1(100);
    Box acc2(50);
    std::thread t1(transfer, std::ref(acc1), std::ref(acc2), 10);
    std::thread t2(transfer, std::ref(acc2), std::ref(acc1), 5);
    t1.join();
    t2.join();
    std::cout << "acc1 num_things: " << acc1.num_things << std::endl;
    std::cout << "acc2 num_things: " << acc2.num_things << std::endl;
该函数的作用是，从一个结构体中的变量减去一个num，加载到另一个结构体的变量中去。
std::mutex m;在结构体中，mutex不是共享的。但是只需要一把锁也能锁住，因为引用传递后，同一把锁传给了两个函数。
cout需要在join后面进行，要不然cout的结果不一定是最终算出来的结果。
std::ref 用于包装按引用传递的值。
std::cref 用于包装按const引用传递的值。
3.condition_variable





    

condition_variable头文件有两个variable类，一个是condition_variable，另一个是condition_variable_any。condition_variable必须结合unique_lock使用。condition_variable_any可以使用任何的锁。下面以condition_variable为例进行介绍。
condition_variable条件变量可以阻塞（wait、wait_for、wait_until）调用的线程直到使用（notify_one或notify_all）通知恢复为止。condition_variable是一个类，这个类既有构造函数也有析构函数，使用时需要构造对应的condition_variable对象，调用对象相应的函数来实现上面的功能。
3.1 wait

当前线程调用 wait() 后将被阻塞(此时当前线程应该获得了锁（mutex），不妨设获得锁 lck)，直到另外某个线程调用 notify_* 唤醒了当前线程。在线程被阻塞时，该函数会自动调用 lck.unlock() 释放锁，使得其他被阻塞在锁竞争上的线程得以继续执行。另外，一旦当前线程获得通知(notified，通常是另外某个线程调用 notify_* 唤醒了当前线程)，wait()函数也是自动调用 lck.lock()，使得lck的状态和 wait 函数被调用时相同。代码示例：
#include <iostream>           // std::cout
#include <thread>             // std::thread, std::this_thread::yield
#include <mutex>              // std::mutex, std::unique_lock
#include <condition_variable> // std::condition_variable
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
int cargo = 0;
bool shipment_available() 
    return cargo!=0;
void consume (int n) 
    for (int i=0; i<n; ++i) 
        std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);//自动上锁
        //第二个参数为false才阻塞（wait），阻塞完即unlock，给其它线程资源
        cv.wait(lck,shipment_available);// consume:
        std::cout << cargo << '\n';
        cargo=0;
int main ()
    std::thread consumer_thread (consume,10);
    for (int i=0; i<10; ++i) 
        //每次cargo每次为0才运行。
        while (shipment_available())  std::this_thread::yield();
        std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
        cargo = i+1;
        cv.notify_one();
    consumer_thread.join();
    return 0;
主线程中的while，每次在cargo=0才运行。
每次cargo被置为0，会通知子线程unblock(非阻塞)，也就是子线程可以继续往下执行。
子线程中cargo被置为0后，wait又一次启动等待。也就是说shipment_available为false，则等待。
3.2 wait_for

与std::condition_variable::wait() 类似，不过 wait_for可以指定一个时间段，在当前线程收到通知或者指定的时间 rel_time 超时之前，该线程都会处于阻塞状态。而一旦超时或者收到了其他线程的通知，wait_for返回，剩下的处理步骤和 wait()类似。
template <class Rep, class Period>
  cv_status wait_for (unique_lock<mutex>& lck,
                      const chrono::duration<Rep,Period>& rel_time);
另外，wait_for 的重载版本的最后一个参数pred表示 wait_for的预测条件，只有当 pred条件为false时调用 wait()才会阻塞当前线程，并且在收到其他线程的通知后只有当 pred为 true时才会被解除阻塞。
template <class Rep, class Period, class Predicate>
    bool wait_for (unique_lock<mutex>& lck,
         const chrono::duration<Rep,Period>& rel_time, Predicate pred);
代码示例：
#include <iostream>           // std::cout
#include <thread>             // std::thread
#include <chrono>             // std::chrono::seconds
#include <mutex>              // std::mutex, std::unique_lock
#include <condition_variable> // std::condition_variable, std::cv_status
std::condition_variable cv;
int value;
void read_value() 
    std::cin >> value;
    cv.notify_one();
int main ()
    std::cout << "Please, enter an integer (I'll be printing dots): \n";
    std::thread th (read_value);
    std::mutex mtx;
    std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
    while (cv.wait_for(lck,std::chrono::seconds(1))==std::cv_status::timeout) 
        std::cout << '.' << std::endl;
    std::cout << "You entered: " << value << '\n';
    th.join();
    return 0;
通知或者超时都会解锁，所以主线程会一直打印。
示例中只要过去一秒，就会不断的打印。
4.线程池

4.1 概念

在一个程序中，如果我们需要多次使用线程，这就意味着，需要多次的创建并销毁线程。而创建并销毁线程的过程势必会消耗内存，线程过多会带来调动的开销，进而影响缓存局部性和整体性能。线程的创建并销毁有以下一些缺点：
创建太多线程，将会浪费一定的资源，有些线程未被充分使用。
销毁太多线程，将导致之后浪费时间再次创建它们。
创建线程太慢，将会导致长时间的等待，性能变差。
销毁线程太慢，导致其它线程资源饥饿。
线程池维护着多个线程，这避免了在处理短时间任务时，创建与销毁线程的代价。
4.2 线程池的实现

因为程序边运行边创建线程是比较耗时的，所以我们通过池化的思想：在程序开始运行前创建多个线程，这样，程序在运行时，只需要从线程池中拿来用就可以了．大大提高了程序运行效率．一般线程池都会有以下几个部分构成：
线程池管理器（ThreadPoolManager）:用于创建并管理线程池，也就是线程池类
工作线程（WorkThread）: 线程池中线程
任务队列task: 用于存放没有处理的任务。提供一种缓冲机制。
append：用于添加任务的接口
线程池实现代码：
#ifndef _THREADPOOL_H
#define _THREADPOOL_H
#include <vector>
#include <queue>
#include <thread>
#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <condition_variable>
#include <memory> //unique_ptr
#include<assert.h>
const int MAX_THREADS = 1000; //最大线程数目
template <typename T>
class threadPool
public:
    threadPool(int number = 1);//默认开一个线程
    ~threadPool();
    std::queue<T > tasks_queue; //任务队列
    bool append(T *request);//往请求队列＜task_queue＞中添加任务<T >
private:
//工作线程需要运行的函数,不断的从任务队列中取出并执行
    static void *worker(void arg);
    void run();
private:
    std::vector<std::thread> work_threads; //工作线程
    std::mutex queue_mutex;
    std::condition_variable condition;  //必须与unique_lock配合使用
    bool stop;
};//end class//构造函数，创建线程
template <typename T>
threadPool<T>::threadPool(int number) : stop(false)
    if (number <= 0 || number > MAX_THREADS)
        throw std::exception();
    for (int i = 0; i < number; i++)
        std::cout << "created Thread num is : " << i <<std::endl;
        work_threads.emplace_back(worker, this);
        //添加线程
        //直接在容器尾部创建这个元素，省去了拷贝或移动元素的过程。
template <typename T>
inline threadPool<T>::~threadPool()
    std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
    stop = true;
    condition.notify_all();
    for (auto &ww : work_threads)
        ww.join();//可以在析构函数中join
//添加任务
template <typename T>
bool threadPool<T>::append(T *request)
    //操作工作队列时一定要加锁，因为他被所有线程共享
    queue_mutex.lock();//同一个类的锁
    tasks_queue.push(request);
    queue_mutex.unlock();
    condition.notify_one();  //线程池添加进去了任务，自然要通知等待的线程
    return true;
}//单个线程
template <typename T>
void threadPool<T>::worker(void *arg)
    threadPool pool = (threadPool *)arg;
    pool->run();//线程运行
    return pool;
template <typename T>
void threadPool<T>::run()
while (!stop)
    std::unique_lock<std::mutex> lk(this->queue_mutex);
    /*　unique_lock() 出作用域会自动解锁　/
    this->condition.wait(lk, [this] 
      return !this->tasks_queue.empty(); 
    });//如果任务为空，则wait，就停下来等待唤醒//需要有任务，才启动该线程，不然就休眠
    if (this->tasks_queue.empty())//任务为空，双重保障
        assert(0&&"断了");//实际上不会运行到这一步，因为任务为空，wait就休眠了。
        continue;
    }else{
        T *request = tasks_queue.front();
        tasks_queue.pop();
        if (request)//来任务了，开始执行
            request->process();
#endif
构造函数创建所需要的线程数
一个线程对应一个任务，任务随时可能完成，线程则可能休眠，所以任务用队列queue实现（线程数量有限），线程用采用wait机制。
任务在不断的添加，有可能大于线程数，处于队首的任务先执行。
只有添加任务(append)后，才开启线程condition.notify_one()。
wait表示，任务为空时，则线程休眠，等待新任务的加入。
添加任务时需要添加锁，因为共享资源。
测试代码：
#include "mythread.h"
#include<string>
#include<math.h>
using namespace std;
class Task
public:
    void process()
        //cout << "run........." << endl;//测试任务数量
        long i=1000000;
        while(i!=0)
            int j = sqrt(i);
int main(void){
    threadPool<Task> pool(6);//6个线程，vector
    std::string str;
    while (1)
        Task *tt = new Task();//使用智能指针
        pool.append(tt);//不停的添加任务，任务是队列queue，因为只有固定的线程数
        cout<<"添加的任务数量："<<pool.tasks_queue.size()<<endl;  
        delete tt;
这篇文章到此就结束了，希望大家能够有非常大的收获。
原文地址：https://zhuanlan.zhihu.com/p/613630658
作者：cpp后端技术