C++多线程编程首选std::thread,需用join或detach管理生命周期,共享数据须用mutex或atomic防护竞态,线程通信依赖condition_variable实现等待通知。

在 C++ 中实现多线程编程,最直接的方式是使用 std::thread(C++11 引入),它封装了底层线程操作,让开发者能安全、简洁地创建和管理并发执行的线程。
创建线程:传入可调用对象
std::thread 构造时接受一个可调用对象(函数指针、lambda、绑定后的函数对象等)及对应参数。注意:参数默认按值传递,如需引用需用 std::ref 包装。
- 直接调用普通函数:
void task(int id) { std::cout std::thread t(task, 42);
- 使用 lambda 表达式(更常用):
int x = 10;
std::thread t([&x]() { x++; std::cout
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- 传递引用需显式包装:
std::vector
std::thread t([](std::vector
线程生命周期管理:join 与 detach
每个 std::thread 对象必须在析构前明确决定其归属:要么等待它结束(join()),要么分离它使其后台运行(detach())。否则程序会调用 std::terminate() 终止。
-
t.join():当前线程阻塞,直到t执行完成;适用于需要结果或同步完成的场景 -
t.detach():将线程与std::thread对象解绑,成为“守护线程”,系统自动回收资源;适合不关心执行结果的后台任务(如日志上报) - 推荐在 RAII 封装中确保调用(例如自定义
scoped_thread类或使用std::jthread(C++20))
线程间共享数据:避免竞态与数据竞争
多个线程访问同一内存位置且至少一个为写操作时,若无同步机制,即构成未定义行为的数据竞争。常用防护手段:
-
std::mutex+std::lock_guard:最基础的互斥保护
std::mutex mtx;
int counter = 0;
auto inc = [&]() {
for (int i = 0; i std::lock_guard<:mutex> lock(mtx);
++counter;
}
};
- 避免死锁:按固定顺序加锁、使用
std::lock和std::adopt_lock、或改用无锁结构(如std::atomic处理简单标量) -
std::atomic适合计数器、标志位等轻量同步,性能优于互斥锁
线程通信:条件变量与等待通知机制
当线程需等待某个条件成立(如缓冲区非空、任务就绪),应使用 std::condition_variable 配合 std::mutex 实现高效等待,而非轮询。
- 生产者-消费者模型中,消费者等待队列非空:
std::queueq;
std::mutex q_mtx;
std::condition_variable q_cv;
// 消费者
std::unique_lock<:mutex> lock(q_mtx);
q_cv.wait(lock, [&q] { return !q.empty(); });
int val = q.front(); q.pop(); - 生产者插入后通知:
{
std::lock_guard<:mutex> lock(q_mtx);
q.push(val);
}
q_cv.notify_one(); // 或 notify_all()










