简单聊聊C++中线程的原理与实现

一、线程的原理

线程是操作系统中进行运算调度的最小单位。每个线程都有自己的运行栈和寄存器，可以独立运行。同一个进程内可以有多个线程共同协作完成任务，它们之间可以并发执行，共享进程中的资源。C++中使用标准库中的thread头文件实现线程的创建和操作。

二、线程的实现

1. 线程的创建

通过创建thread类的对象，并将线程函数传递给其构造函数，实现线程的创建。线程函数可以是一个函数指针或者一个lambda表达式，用于在线程中执行具体的任务。

示例代码：

#include <thread>
#include <iostream>
using namespace std;

void thread_func() {
    cout << "This is a demo thread." << endl;
}

int main() {
    thread t(thread_func);
    t.join();   //等待线程执行完成
    return 0;
}

1. 线程的阻塞和唤醒

线程的阻塞可以通过调用sleep_for和sleep_until函数实现，分别用于休眠指定时间和休眠至指定时间点。线程可以通过mutex类和condition_variable类实现线程的同步和唤醒操作。

示例代码：

#include <thread>
#include <chrono>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <iostream>
using namespace std;

mutex mtx;
condition_variable cv;

void thread_func() {
    unique_lock<mutex> lock(mtx);
    cout << "Thread is waiting." << endl;
    cv.wait(lock);
    cout << "Thread is waked." << endl;
}

int main() {
    thread t(thread_func);
    this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
    cv.notify_one();    //唤醒线程
    t.join();
    return 0;
}

三、总结

C++标准库提供了丰富的线程操作函数，可以方便地实现线程的创建、阻塞和唤醒等操作。在使用线程时需要注意线程的同步、资源共享等问题，合理地应用mutex和condition_variable等同步工具可以有效避免线程间的竞争问题。