C++线程：join到底是做什么的？

Question

以下代码来自于Dash的std::thread示例。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>

void foo()
{
    // simulate expensive operation
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
}

void bar()
{
    // simulate expensive operation
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
}

int main()
{
    std::cout << "starting first helper...\n";
    std::thread helper1(foo);

    std::cout << "starting second helper...\n";
    std::thread helper2(bar);

    std::cout << "waiting for helpers to finish..." << std::endl;
    helper1.join();
    // std::cout << "after join... \n";
    helper2.join();

    std::cout << "done!\n";
}

join函数会阻塞当前线程直到标识为*this的线程执行结束。

join调用后，线程是否会执行？

如果我在第一个join后面添加std::cout << "after join... \n"，则after join...和done!将按顺序连续输出，没有延迟，就像它们被放置在第二个join之后一样。

具体来说，整个效果是：先连续打印前三行，然后睡眠一段时间，最后再连续打印后两行而没有延迟。

a.join();
b.join();
cout << "something...";
// or
a.join();
cout << "something...";
b.join();

令我困惑的是：为什么这两种方式有相同的效果？join到底是做了什么呢？该函数与将一个数组转换为字符串。只需传入一个参数，即可指定用于连接每个数组元素的字符。

- chenzhongpu

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http://www.cplusplus.com/reference/thread/thread/join/ - Martin Verjans

Answer 1

你的两个线程同时启动并且运行时间相同。因此，在你的情况下，join 没有太多作用 - 两个线程同时启动并同时结束。

1. 线程1开始，开始休眠1秒
2. 线程2开始，开始休眠1秒
3. 调用1的join - 程序将等待1秒钟以使线程1完成
4. 这意味着线程2也已经完成了
5. 调用2的join，由于线程2已经完成，所以这只是简单地传递。

如您所见，在步骤5之前或之后打印任何内容都不会改变结果。

一个更好的例子是：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>

using namespace std;

void foo()
{
    // simulate expensive operation
    cout << "Foo Start" << endl;
    this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
    cout << "Foo Stop" << endl;
}

void bar()
{
    // simulate expensive operation
    cout << "Bar Start" << endl;
    this_thread::sleep_for(chrono::seconds(2));
    cout << "Bar Stop" << endl;
}

int main()
{
    thread helper1(foo);
    thread helper2(bar);

    helper1.join();
    cout << "Joined Foo... \n";
    helper2.join();
    cout << "Joined Bar... \n";
}

你会发现，如果线程foo持续1秒，而线程bar持续2秒，则“Joined Foo”和“Joined Bar”输出将在它们之间有1秒的延迟。如果你将这两个时间反过来，即foo持续2秒，bar持续1秒，则“Joined Foo”输出将在2秒后打印，“Joined Bar”紧接着立即打印。

- Jozef Legény

Answer 2

在一句话中，连接器等待被连接方完成其执行。

- David Haim

Answer 3

Join方法会阻塞当前线程，即当前线程不会继续执行，直到调用join方法的线程执行完毕。次要线程在构造函数调用时开始运行。 例如，主线程将停止执行，直到线程a完成其运行，然后主线程将恢复执行。

- Efi Weiss

Answer 4

我将举个例子来说明join的作用和用途。假设我有一大批计算任务B需要完成，我想要使用多线程并行处理，以利用我拥有的多个CPU核心。

我们称启动所有这些的线程为main。假设我有四个核心，因此我将使用四个线程。从线程main中，我创建了四个新的“工作”线程，并将它们都分配了B的一个子集来处理。

现在我有5个正在运行的线程。但是在我的main线程中，我想要使用计算结果，所以我必须等待其他线程完成。这可以通过调用join来实现，通过依次在四个线程上调用join，我确保它们都完成计算，以便我可以安全地读取和使用结果。

通过在四个工作线程之一上从main调用join，我使main等待该工作线程。因此，在等待时，main将停止，这是一种“阻塞调用”。

- Jorn Vernee