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C++11的线程库怎么使用跨平台多线程编程基础

P粉602998670

发布： 2025-06-27 12:55:01

原创

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c++++11通过引入标准线程库简化了跨平台多线程编程。1. 使用std::thread创建线程，传入可调用对象启动执行；2. 通过join()等待线程结束或detach()分离线程独立运行；3. 同步机制包括互斥锁（std::mutex配合std::lock_guard）和条件变量（std::condition_variable）实现线程通信；4. 线程间数据传递可通过原子类型std::atomic、共享队列等方法完成；5. 编译时需注意不同平台选项如gcc/clang需加-pthread，msvc默认支持较好。

C++11的线程库怎么使用跨平台多线程编程基础

C++11标准引入了对多线程的原生支持，这让跨平台的多线程编程变得比以前更简单、更统一。相比依赖系统API（如Windows的CreateThread或Linux的pthread），用C++11的标准线程库写出来的代码更容易移植，也更适合现代C++开发。

创建线程的基本方式

在C++11中，使用std::thread来创建一个新线程。构造时传入一个可调用对象（函数、lambda表达式、绑定表达式等）即可启动线程。

#include <iostream>
#include <thread>

void threadFunc() {
    std::cout << "Hello from thread!" << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t(threadFunc);
    t.join(); // 等待线程结束
    return 0;
}

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join() 表示主线程等待子线程完成后再继续执行。
如果不希望等待，可以用 detach() 把线程分离出去独立运行。
注意：一旦调用了 join() 或 detach()，就不能再对这个线程对象进行操作了。

跨平台线程同步方法

多线程编程中，共享资源的访问必须小心处理。C++11提供了几种基本的同步机制：

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互斥锁（mutex）

最常用的同步工具是std::mutex，配合std::lock_guard可以自动加锁和释放。

#include <mutex>

std::mutex mtx;

void safePrint(const std::string& msg) {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
    std::cout << msg << std::endl;
}

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使用RAII风格管理锁资源，避免忘记解锁。
若多个线程同时调用safePrint，会自动排队执行。

条件变量（condition_variable）

当线程需要等待某个条件满足时，可以用std::condition_variable配合mutex使用。

#include <condition_variable>

std::condition_variable cv;
std::mutex cvMtx;
bool ready = false;

void waitFunc() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(cvMtx);
    cv.wait(lock, []{ return ready; });
    std::cout << "Condition met!" << std::endl;
}

void notifyFunc() {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(cvMtx);
        ready = true;
    }
    cv.notify_all();
}

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wait() 会阻塞直到被唤醒且条件为真。
notify_all() 唤醒所有等待的线程。

线程通信与数据传递技巧

线程之间通信通常通过共享变量完成，但要注意数据竞争问题。除了用锁之外，还可以考虑以下方法：

使用std::atomic类型安全地操作共享变量
用队列结构作为消息通道（比如生产者-消费者模型）
避免频繁加锁，尽量设计成无锁结构

例如：

#include <atomic>
std::atomic<bool> flag(false);

void worker() {
    while (!flag.load()) {
        // do work
    }
    std::cout << "Flag changed!" << std::endl;
}

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