# multiThread

**Repository Path**: youqian04/multi-thread

## Basic Information

- **Project Name**: multiThread
- **Description**: C++11手撕多线程
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2024-04-28
- **Last Updated**: 2024-04-29

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 手撕多线程
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时间：2024.04.28
内容：使用C++11手撕多线程，以学习多线程

如代码有问题，请联系hiyouqian@163.com，欢迎一起讨论，共同学习
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## 介绍
跟着B站视频 [C++11 多线程编程-小白零基础到手撕线程池](https://www.bilibili.com/video/BV1d841117SH?p=1&vd_source=30472f5d61867be4dd61dd8d0251a776) 学习多线程，代码全程手敲并理解消化其原理

## Problem 1 学习线程的使用以及阻塞
1. 创建线程给线程传递参数，直接在后面带参数
~~~c++
thread thread1(printMsg, "Hello Thread");
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2. join() 让主线程等待其他线程执行完毕之后再结束

join()是阻塞的，线程执行完之后才会执行join()后面的

3. detach() 将主线程和子线程分离，子线程在后台运行

4. joinable() 判断线程是否能调用join()或detach()，返回一个布尔值，以防报错

## Problem 2 线程中数据未定义错误
1. 传递引用类型不能用临时变量

    thread t(foo, a);不可以，会报错

    thread t(foo, ref(a));正确

2. 传递指针或引用的时候，要注意变量是不是局部变量，是否存在内存被释放掉的问题

3. 私有成员函数作为线程入口函数，需要使用 友元函数

## Problem 3 互斥量解决多线程数据共享问题
1. 多个线程访问共享数据，会出现数据共享问题

    为了保证正确性，需要对共享数据加锁，mutex声明一个互斥量mtx，使用前lock()加速，用完后unlock()解锁

## Problem 4 互斥量死锁问题
1. A和B拥有对方要访问的资源，但都要拥有对方的资源才释放，引起相互等待的过程，从而产生死锁

    解决办法：改变资源访问顺序，以同一顺序访问资源

## Problem 5 lock_guard和unique_lock
1. lock_guard是互斥量封装类，用于保护共享数据，防止多个线程同事访问同一资源导致数据竞争问题
    
    构造函数被调用，自动加锁；析构函数被调用，自动解锁

    lock_guard对象不能拷贝/移动（禁用拷贝构造），只在局部作用域中使用

2. unique_lock是互斥量封装类，包括延迟加锁、条件变量、超时等

    可自动加锁，可延迟加锁

    构造加上defer_lock，构造了但没加锁，需要手动加锁，析构的时候会解锁

    try_lock_for等待给定时间，获取不到锁就返回

    try_lock_until超过给定时间，获取不到锁就返回

    unique_lock对象不能拷贝/移动（禁用拷贝构造），支持右值引用转换和swap()转换

## Problem 6 call_once使用场景
1. 单例实例是全局唯一的，初始化只能初始化一次，在多线程中使用，需要使用call_once

2. call_once只能在多线程中使用，多个线程执行到call_once时，只保证让一个线程去执行

## Problem 7 condition_variable使用场景
1. condition_variable使用

    创建对象

    创建一个互斥锁mutex，保护共享资源的访问

    在需要等待条件变量的地方添加unique_lock，并调用condition_variable::wait()、condition_variable::wait_for()、condition_variable::wait_until()函数等待变量

    在其他线程中需要通知等待的线程，调用condition_variable::notify_one()、condition_variable::notify_all()

## Problem 8 线程池
1. 创建线程池，让线程循环去任务队列取任务

    涉及：右值引用（移动语义、完美转发）、模板函数、lambda表达式等C++11新特性

## Problem 9 异步并发
1. async用于异步执行一个函数，并返回future对象，表示异步操作的结果
    
    async可以方便地进行异步编程，避免手动创建线程和管理线程

2. packaged_task将函数或可调用对象转换成一个异步操作，供其他线程使用

    packaged_task封装的线程，需要手动创建开启线程，开启线程时需要使用移动语义move()

    流程：首先封装对象--获取future对象--手动创建线程--从future对象中获取结果

3. promise用于在一个线程中产生一个值，在另外一个线程中获取所产生的值

    流程：首先定义promise对象--通过传引用ref()传给一个线程--获取future对象--创建线程设置value--从future对象中获取结果

## Problem 10 atomic原子操作
1. atomic实现对共享变量的操作，对个线程对atomic变量操作时，不会出现数据竞争的现象

    load()返回atomic对象的值，store()修改atomic对象的值，保证是原子操作