多線程是多任務(wù)處理的一種特殊形式揭芍，多任務(wù)處理允許讓電腦同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)或兩個(gè)以上的程序。
一般情況下筋搏，兩種類型的多任務(wù)處理：基于進(jìn)程和基于線程包蓝。
- 基于進(jìn)程的多任務(wù)處理是程序的并發(fā)執(zhí)行。
- 基于線程的多任務(wù)處理是同一程序的片段的并發(fā)執(zhí)行绽淘。
多線程程序包含可以同時(shí)運(yùn)行的兩個(gè)或多個(gè)部分涵防。這樣的程序中的每個(gè)部分稱為一個(gè)線程，每個(gè)線程定義了一個(gè)單獨(dú)的執(zhí)行路徑沪铭。
本教程假設(shè)您使用的是 Linux 操作系統(tǒng)壮池，我們要使用 POSIX 編寫多線程 C++ 程序。POSIX Threads 或 Pthreads 提供的 API 可在多種類 Unix POSIX 系統(tǒng)上可用杀怠，比如 FreeBSD椰憋、NetBSD、GNU/Linux赔退、Mac OS X 和 Solaris橙依。
創(chuàng)建線程
下面的程序证舟，我們可以用它來(lái)創(chuàng)建一個(gè) POSIX 線程：
#include <pthread.h>
pthread_create (thread, attr, start_routine, arg)
在這里，pthread_create 創(chuàng)建一個(gè)新的線程窗骑，并讓它可執(zhí)行女责。下面是關(guān)于參數(shù)的說(shuō)明：
參數(shù) | 描述
-- |
thread | 指向線程標(biāo)識(shí)符指針。
attr | 一個(gè)不透明的屬性對(duì)象创译，可以被用來(lái)設(shè)置線程屬性抵知。您可以指定線程屬性對(duì)象，也可以使用默認(rèn)值 NULL软族。
start_routine | 線程運(yùn)行函數(shù)起始地址刷喜，一旦線程被創(chuàng)建就會(huì)執(zhí)行。
arg | 運(yùn)行函數(shù)的參數(shù)互订。它必須通過(guò)把引用作為指針強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為 void 類型進(jìn)行傳遞吱肌。如果沒(méi)有傳遞參數(shù)，則使用 NULL仰禽。
創(chuàng)建線程成功時(shí)氮墨，函數(shù)返回 0，若返回值不為 0 則說(shuō)明創(chuàng)建線程失敗吐葵。
終止線程
使用下面的程序规揪，我們可以用它來(lái)終止一個(gè) POSIX 線程：
#include <pthread.h>
pthread_exit (status)
在這里，pthread_exit 用于顯式地退出一個(gè)線程温峭。通常情況下猛铅，pthread_exit() 函數(shù)是在線程完成工作后無(wú)需繼續(xù)存在時(shí)被調(diào)用。
如果 main() 是在它所創(chuàng)建的線程之前結(jié)束凤藏，并通過(guò) pthread_exit() 退出奸忽，那么其他線程將繼續(xù)執(zhí)行。否則揖庄，它們將在 main() 結(jié)束時(shí)自動(dòng)被終止栗菜。
實(shí)例
以下簡(jiǎn)單的實(shí)例代碼使用 pthread_create() 函數(shù)創(chuàng)建了 5 個(gè)線程，每個(gè)線程輸出"Hello Runoob蹄梢！":
#include <iostream>
// 必須的頭文件是
#include <pthread.h>
using namespace std;
#define NUM_THREADS 5
// 線程的運(yùn)行函數(shù)
void* say_hello(void* args)
{
cout << "Hello Runoob疙筹！" << endl;
}
int main()
{
// 定義線程的 id 變量，多個(gè)變量使用數(shù)組
pthread_t tids[NUM_THREADS];
for(int i = 0; i < NUM_THREADS; ++i)
{
//參數(shù)依次是：創(chuàng)建的線程id禁炒，線程參數(shù)而咆，調(diào)用的函數(shù)，傳入的函數(shù)參數(shù)
int ret = pthread_create(&tids[i], NULL, say_hello, NULL);
if (ret != 0)
{
cout << "pthread_create error: error_code=" << ret << endl;
}
}
//等各個(gè)線程退出后幕袱，進(jìn)程才結(jié)束暴备，否則進(jìn)程強(qiáng)制結(jié)束了，線程可能還沒(méi)反應(yīng)過(guò)來(lái)们豌；
pthread_exit(NULL);
}
使用 -lpthread 庫(kù)編譯下面的程序：
$ g++ test.cpp -lpthread -o test.o
現(xiàn)在馍驯，執(zhí)行程序阁危，將產(chǎn)生下列結(jié)果：
$ ./test.o
Hello Runoob！
Hello Runoob汰瘫！
Hello Runoob！
Hello Runoob擂煞！
Hello Runoob混弥！
以下簡(jiǎn)單的實(shí)例代碼使用 pthread_create() 函數(shù)創(chuàng)建了 5 個(gè)線程，并接收傳入的參數(shù)对省。每個(gè)線程打印一個(gè) "Hello Runoob!" 消息蝗拿，并輸出接收的參數(shù)，然后調(diào)用 pthread_exit() 終止線程蒿涎。
//文件名：test.cpp
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <pthread.h>
using namespace std;
#define NUM_THREADS 5
void *PrintHello(void *threadid)
{
// 對(duì)傳入的參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換哀托，由無(wú)類型指針變?yōu)檎螖?shù)指針，然后再讀取
int tid = *((int*)threadid);
cout << "Hello Runoob! 線程 ID, " << tid << endl;
pthread_exit(NULL);
}
int main ()
{
pthread_t threads[NUM_THREADS];
int indexes[NUM_THREADS];// 用數(shù)組來(lái)保存i的值
int rc;
int i;
for( i=0; i < NUM_THREADS; i++ ){
cout << "main() : 創(chuàng)建線程, " << i << endl;
indexes[i] = i; //先保存i的值
// 傳入的時(shí)候必須強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為void* 類型劳秋，即無(wú)類型指針
rc = pthread_create(&threads[i], NULL,
PrintHello, (void *)&(indexes[i]));
if (rc){
cout << "Error:無(wú)法創(chuàng)建線程," << rc << endl;
exit(-1);
}
}
pthread_exit(NULL);
}
現(xiàn)在編譯并執(zhí)行程序仓手，將產(chǎn)生下列結(jié)果：
$ g++ test.cpp -lpthread -o test.o
$ ./test.o
main() : 創(chuàng)建線程, 0
main() : 創(chuàng)建線程, 1
main() : 創(chuàng)建線程, 2
main() : 創(chuàng)建線程, 3
main() : 創(chuàng)建線程, 4
Hello Runoob! 線程 ID, 4
Hello Runoob! 線程 ID, 3
Hello Runoob! 線程 ID, 2
Hello Runoob! 線程 ID, 1
Hello Runoob! 線程 ID, 0
向線程傳遞參數(shù)
這個(gè)實(shí)例演示了如何通過(guò)結(jié)構(gòu)傳遞多個(gè)參數(shù)。您可以在線程回調(diào)中傳遞任意的數(shù)據(jù)類型玻淑，因?yàn)樗赶?void嗽冒，如下面的實(shí)例所示：
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <pthread.h>
using namespace std;
#define NUM_THREADS 5
struct thread_data{
int thread_id;
char *message;
};
void *PrintHello(void *threadarg)
{
struct thread_data *my_data;
my_data = (struct thread_data *) threadarg;
cout << "Thread ID : " << my_data->thread_id ;
cout << " Message : " << my_data->message << endl;
pthread_exit(NULL);
}
int main ()
{
pthread_t threads[NUM_THREADS];
struct thread_data td[NUM_THREADS];
int rc;
int i;
for( i=0; i < NUM_THREADS; i++ ){
cout <<"main() : creating thread, " << i << endl;
td[i].thread_id = i;
td[i].message = "This is message";
rc = pthread_create(&threads[i], NULL,
PrintHello, (void *)&td[i]);
if (rc){
cout << "Error:unable to create thread," << rc << endl;
exit(-1);
}
}
pthread_exit(NULL);
}
當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：
$ g++ -Wno-write-strings test.cpp -lpthread -o test.o
$ ./test.o
main() : creating thread, 0
main() : creating thread, 1
main() : creating thread, 2
main() : creating thread, 3
main() : creating thread, 4
Thread ID : 3 Message : This is message
Thread ID : 2 Message : This is message
Thread ID : 0 Message : This is message
Thread ID : 1 Message : This is message
Thread ID : 4 Message : This is message
連接和分離線程
我們可以使用以下兩個(gè)函數(shù)來(lái)連接或分離線程：
pthread_join (threadid, status)
pthread_detach (threadid)
- pthread_join() 子程序阻礙調(diào)用程序补履，直到指定的 threadid 線程終止為止添坊。
- 當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)線程時(shí)，它的某個(gè)屬性會(huì)定義它是否是可連接的（joinable）或可分離的（detached）箫锤。
只有創(chuàng)建時(shí)定義為可連接的線程才可以被連接贬蛙。如果線程創(chuàng)建時(shí)被定義為可分離的，則它永遠(yuǎn)也不能被連接谚攒。
這個(gè)實(shí)例演示了如何使用 pthread_join() 函數(shù)來(lái)等待線程的完成阳准。
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
using namespace std;
#define NUM_THREADS 5
void *wait(void *t)
{
int i;
long tid;
tid = (long)t;
sleep(1);
cout << "Sleeping in thread " << endl;
cout << "Thread with id : " << tid << " ...exiting " << endl;
pthread_exit(NULL);
}
int main ()
{
int rc;
int i;
pthread_t threads[NUM_THREADS];
pthread_attr_t attr;
void *status;
// 初始化并設(shè)置線程為可連接的（joinable）
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);
for( i=0; i < NUM_THREADS; i++ ){
cout << "main() : creating thread, " << i << endl;
rc = pthread_create(&threads[i], NULL, wait, (void *)&i );
if (rc){
cout << "Error:unable to create thread," << rc << endl;
exit(-1);
}
}
// 刪除屬性，并等待其他線程
pthread_attr_destroy(&attr);
for( i=0; i < NUM_THREADS; i++ ){
rc = pthread_join(threads[i], &status);
if (rc){
cout << "Error:unable to join," << rc << endl;
exit(-1);
}
cout << "Main: completed thread id :" << i ;
cout << " exiting with status :" << status << endl;
}
cout << "Main: program exiting." << endl;
pthread_exit(NULL);
}
當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)五鲫，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：
main() : creating thread, 0
main() : creating thread, 1
main() : creating thread, 2
main() : creating thread, 3
main() : creating thread, 4
Sleeping in thread
Thread with id : 4 ...exiting
Sleeping in thread
Thread with id : 3 ...exiting
Sleeping in thread
Thread with id : 2 ...exiting
Sleeping in thread
Thread with id : 1 ...exiting
Sleeping in thread
Thread with id : 0 ...exiting
Main: completed thread id :0 exiting with status :0
Main: completed thread id :1 exiting with status :0
Main: completed thread id :2 exiting with status :0
Main: completed thread id :3 exiting with status :0
Main: completed thread id :4 exiting with status :0
Main: program exiting.
代碼鏈接：https://github.com/karst87/cpp/tree/master/learning/com.runoob
