鍍金池/ 教程/ C/ 2.3 轉(zhuǎn)移線程所有權(quán)
3.4 本章總結(jié)
6.3 基于鎖設(shè)計更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
6.1 為并發(fā)設(shè)計的意義何在?
5.2 <code>C++</code>中的原子操作和原子類型
A.7 自動推導(dǎo)變量類型
2.1 線程管理的基礎(chǔ)
8.5 在實踐中設(shè)計并發(fā)代碼
2.4 運行時決定線程數(shù)量
2.2 向線程函數(shù)傳遞參數(shù)
第4章 同步并發(fā)操作
2.3 轉(zhuǎn)移線程所有權(quán)
8.3 為多線程性能設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
6.4 本章總結(jié)
7.3 對于設(shè)計無鎖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)建議
關(guān)于這本書
A.1 右值引用
2.6 本章總結(jié)
D.2 &lt;condition_variable&gt;頭文件
A.6 變參模板
6.2 基于鎖的并發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
4.5 本章總結(jié)
A.9 本章總結(jié)
前言
第10章 多線程程序的測試和調(diào)試
5.4 本章總結(jié)
第9章 高級線程管理
5.1 內(nèi)存模型基礎(chǔ)
2.5 識別線程
第1章 你好,C++的并發(fā)世界!
1.2 為什么使用并發(fā)?
A.5 Lambda函數(shù)
第2章 線程管理
4.3 限定等待時間
D.3 &lt;atomic&gt;頭文件
10.2 定位并發(fā)錯誤的技術(shù)
附錄B 并發(fā)庫的簡單比較
5.3 同步操作和強制排序
A.8 線程本地變量
第8章 并發(fā)代碼設(shè)計
3.3 保護(hù)共享數(shù)據(jù)的替代設(shè)施
附錄D C++線程庫參考
第7章 無鎖并發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計
D.7 &lt;thread&gt;頭文件
D.1 &lt;chrono&gt;頭文件
4.1 等待一個事件或其他條件
A.3 默認(rèn)函數(shù)
附錄A 對<code>C++</code>11語言特性的簡要介紹
第6章 基于鎖的并發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計
封面圖片介紹
7.2 無鎖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的例子
8.6 本章總結(jié)
8.1 線程間劃分工作的技術(shù)
4.2 使用期望等待一次性事件
8.4 設(shè)計并發(fā)代碼的注意事項
D.5 &lt;mutex&gt;頭文件
3.1 共享數(shù)據(jù)帶來的問題
資源
9.3 本章總結(jié)
10.3 本章總結(jié)
10.1 與并發(fā)相關(guān)的錯誤類型
D.4 &lt;future&gt;頭文件
3.2 使用互斥量保護(hù)共享數(shù)據(jù)
9.1 線程池
1.1 何謂并發(fā)
9.2 中斷線程
4.4 使用同步操作簡化代碼
A.2 刪除函數(shù)
1.3 C++中的并發(fā)和多線程
1.4 開始入門
第5章 C++內(nèi)存模型和原子類型操作
消息傳遞框架與完整的ATM示例
8.2 影響并發(fā)代碼性能的因素
7.1 定義和意義
D.6 &lt;ratio&gt;頭文件
A.4 常量表達(dá)式函數(shù)
7.4 本章總結(jié)
1.5 本章總結(jié)
第3章 線程間共享數(shù)據(jù)

2.3 轉(zhuǎn)移線程所有權(quán)

假設(shè)要寫一個在后臺啟動線程的函數(shù),想通過新線程返回的所有權(quán)去調(diào)用這個函數(shù),而不是等待線程結(jié)束再去調(diào)用;或完全與之相反的想法:創(chuàng)建一個線程,并在函數(shù)中轉(zhuǎn)移所有權(quán),都必須要等待線程結(jié)束。總之,新線程的所有權(quán)都需要轉(zhuǎn)移。

這就是移動引入std::thread的原因,C++標(biāo)準(zhǔn)庫中有很多資源占有(resource-owning)類型,比如std::ifstream,std::unique_ptr還有std::thread都是可移動,但不可拷貝。這就說明執(zhí)行線程的所有權(quán)可以在std::thread實例中移動,下面將展示一個例子。例子中,創(chuàng)建了兩個執(zhí)行線程,并且在std::thread實例之間(t1,t2和t3)轉(zhuǎn)移所有權(quán):

void some_function();
void some_other_function();
std::thread t1(some_function);            // 1
std::thread t2=std::move(t1);            // 2
t1=std::thread(some_other_function);    // 3
std::thread t3;                            // 4
t3=std::move(t2);                        // 5
t1=std::move(t3);                        // 6 賦值操作將使程序崩潰

當(dāng)顯式使用std::move()創(chuàng)建t2后②,t1的所有權(quán)就轉(zhuǎn)移給了t2。之后,t1和執(zhí)行線程已經(jīng)沒有關(guān)聯(lián)了;執(zhí)行some_function的函數(shù)現(xiàn)在與t2關(guān)聯(lián)。

然后,與一個臨時std::thread對象相關(guān)的線程啟動了③。為什么不顯式調(diào)用std::move()轉(zhuǎn)移所有權(quán)呢?因為,所有者是一個臨時對象——移動操作將會隱式的調(diào)用。

t3使用默認(rèn)構(gòu)造方式創(chuàng)建④,與任何執(zhí)行線程都沒有關(guān)聯(lián)。調(diào)用std::move()將與t2關(guān)聯(lián)線程的所有權(quán)轉(zhuǎn)移到t3中⑤。因為t2是一個命名對象,需要顯式的調(diào)用std::move()。移動操作⑤完成后,t1與執(zhí)行some_other_function的線程相關(guān)聯(lián),t2與任何線程都無關(guān)聯(lián),t3與執(zhí)行some_function的線程相關(guān)聯(lián)。

最后一個移動操作,將some_function線程的所有權(quán)轉(zhuǎn)移⑥給t1。不過,t1已經(jīng)有了一個關(guān)聯(lián)的線程(執(zhí)行some_other_function的線程),所以這里系統(tǒng)直接調(diào)用std::terminate()終止程序繼續(xù)運行。這樣做(不拋出異常,std::terminate()noexcept函數(shù))是為了保證與std::thread的析構(gòu)函數(shù)的行為一致。2.1.1節(jié)中,需要在線程對象被析構(gòu)前,顯式的等待線程完成,或者分離它;進(jìn)行賦值時也需要滿足這些條件(說明:不能通過賦一個新值給std::thread對象的方式來"丟棄"一個線程)。

std::thread支持移動,就意味著線程的所有權(quán)可以在函數(shù)外進(jìn)行轉(zhuǎn)移,就如下面程序一樣。

清單2.5 函數(shù)返回std::thread對象

std::thread f()
{
  void some_function();
  return std::thread(some_function);
}

std::thread g()
{
  void some_other_function(int);
  std::thread t(some_other_function,42);
  return t;
}

當(dāng)所有權(quán)可以在函數(shù)內(nèi)部傳遞,就允許std::thread實例可作為參數(shù)進(jìn)行傳遞,代碼如下:

void f(std::thread t);
void g()
{
  void some_function();
  f(std::thread(some_function));
  std::thread t(some_function);
  f(std::move(t));
}

std::thread支持移動的好處是可以創(chuàng)建thread_guard類的實例(定義見 清單2.3),并且擁有其線程的所有權(quán)。當(dāng)thread_guard對象所持有的線程已經(jīng)被引用,移動操作就可以避免很多不必要的麻煩;這意味著,當(dāng)某個對象轉(zhuǎn)移了線程的所有權(quán)后,它就不能對線程進(jìn)行加入或分離。為了確保線程程序退出前完成,下面的代碼里定義了scoped_thread類?,F(xiàn)在,我們來看一下這段代碼:

清單2.6 scoped_thread的用法

class scoped_thread
{
  std::thread t;
public:
  explicit scoped_thread(std::thread t_):                 // 1
    t(std::move(t_))
  {
    if(!t.joinable())                                     // 2
      throw std::logic_error(“No thread”);
  }
  ~scoped_thread()
  {
    t.join();                                            // 3
  }
  scoped_thread(scoped_thread const&)=delete;
  scoped_thread& operator=(scoped_thread const&)=delete;
};

struct func; // 定義在清單2.1中

void f()
{
  int some_local_state;
  scoped_thread t(std::thread(func(some_local_state)));    // 4
  do_something_in_current_thread();
}                                                        // 5

與清單2.3相似,不過這里新線程是直接傳遞到scoped_thread中④,而非創(chuàng)建一個獨立的命名變量。當(dāng)主線程到達(dá)f()函數(shù)的末尾時,scoped_thread對象將會銷毀,然后加入③到的構(gòu)造函數(shù)①創(chuàng)建的線程對象中去。而在清單2.3中的thread_guard類,就要在析構(gòu)的時候檢查線程是否"可加入"。這里把檢查放在了構(gòu)造函數(shù)中②,并且當(dāng)線程不可加入時,拋出異常。

std::thread對象的容器,如果這個容器是移動敏感的(比如,標(biāo)準(zhǔn)中的std::vector<>),那么移動操作同樣適用于這些容器。了解這些后,就可以寫出類似清單2.7中的代碼,代碼量產(chǎn)了一些線程,并且等待它們結(jié)束。

清單2.7 量產(chǎn)線程,等待它們結(jié)束

void do_work(unsigned id);

void f()
{
  std::vector<std::thread> threads;
  for(unsigned i=0; i < 20; ++i)
  {
    threads.push_back(std::thread(do_work,i)); // 產(chǎn)生線程
  } 
  std::for_each(threads.begin(),threads.end(),
                  std::mem_fn(&std::thread::join)); // 對每個線程調(diào)用join()
}

我們經(jīng)常需要線程去分割一個算法的總工作量,所以在算法結(jié)束的之前,所有的線程必須結(jié)束。清單2.7說明線程所做的工作都是獨立的,并且結(jié)果僅會受到共享數(shù)據(jù)的影響。如果f()有返回值,這個返回值就依賴于線程得到的結(jié)果。在寫入返回值之前,程序會檢查使用共享數(shù)據(jù)的線程是否終止。操作結(jié)果在不同線程中轉(zhuǎn)移的替代方案,我們會在第4章中再次討論。

std::thread放入std::vector是向線程自動化管理邁出的第一步:并非為這些線程創(chuàng)建獨立的變量,并且將他們直接加入,可以把它們當(dāng)做一個組。創(chuàng)建一組線程(數(shù)量在運行時確定),可使得這一步邁的更大,而非像清單2.7那樣創(chuàng)建固定數(shù)量的線程。