std::thread 线程何时执行？

Question

我看过一些关于线程的教程，但有一个问题让我很好奇。

std::thread Child([](){ std::cout << "When am I executed?" << std::endl << std::endl; });

//Some other code

Child.join();

//I'm guessing now my thread would be running

当我调用join()时，线程是否正在执行？它是在创建线程和调用join之间的某个时间运行吗？如果它在调用join()时被执行，为了检查我的理解，它会告诉那一部分去执行并且你的程序继续在主线程上运行，最终子线程在使用与主线程相同的内存上完成了一些工作吗？

如果我想为一个通用类创建一个包装器，我想做以下操作，但我似乎无法完全弄清楚。在管理线程方面，我感到困惑。

class Sync {
private:
    int val;

public:
    Sync() : val(0) {}
    void Inc() {val++}
    int Value() { return val; }
};

class Async {
private:
    Sync Foo;
    std::mutex mtx;
    std::vector<std::thread*> Children;
public:
    //I would need a new thread each time I called Inc
    void Inc() { 
        Children.push_back(new std::thread([&]() {
            mtx.lock();
            Foo.Inc();
            mtx.unlock();
        }));


    }
    //But how do I know when it is safe to delete Child?  
    int Value() { 
        for(auto& thds : Children) {
            thds->join();
            delete thds; 
        }
        Children.clear();
        return Foo.Value(); }
};

我在考虑一个合适的位置，可能是在线程函数的结尾处，因为Child将不再需要，但如果您尝试从线程内部销毁线程会发生什么呢？我猜这听起来就像一个坏主意一样。如何知道何时可以删除我的线程？有更好的方法吗？

修改上述代码以反映下面的建议。

我现在意识到教程中所说的关于抛出异常的内容，所以我应该使用互斥锁保护而不是mtx.lock()。

- Chemistpp

Answer 1

join 的目的是等待线程完成。所以一旦 Child->join() 返回，你的线程就已经完成了。当然，你也可以在析构函数中执行 Child->join() ，或者在其他时间点执行，只要确保它在某个时间点被调用即可。

请注意，线程会在创建和 join 结束之间的某个时间点开始运行。无法确定何时会发生这种情况。如果系统上已经有大量线程正在运行，则时间将分配给所有线程，并且你的线程可能不会运行几秒钟。另一方面，如果有一个 CPU "闲着没事干"，它很可能在主线程还没有退出 new std::thread(...) 构造函数之前就已经开始了（因为 std::thread 不会返回，直到线程已经被正确地创建，并且一些数据存储在线程对象中，所以在到达 Child->join() 时，线程可能已经完成）。在不知道系统状态的情况下，无法判断这些选项中的哪一个。

- Mats Petersson

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线程一旦创建就会立即开始运行吗？此外，在调用join后，我可以调用delete。谢谢。 - Chemistpp

是的，我刚刚编辑了答案以澄清线程可能在您完成创建之前开始运行，或者在稍后某个时间点开始。这完全取决于系统中有多少个CPU/核心以及系统负载是什么。 - Mats Petersson

Answer 2

操作系统很重要，但它是相对通用的。线程会被安排执行。当操作系统真正运行它时，是完全不可预测的。在今天普遍存在多核处理器的机器上，您有较大的几率获得“快速”响应。

thread::join()只是确保线程执行完成。您永远不会编写像这样的代码，启动一个线程然后等待它完成是完全没有意义的。最好直接执行线程的代码。同样的结果，而且不会拖累操作系统创建线程。

- Hans Passant

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我现在明白了，调用join函数与同步版本是一样的。既然我更好地理解了这一点，我需要再考虑一下。谢谢。 - Chemistpp

Answer 3

你无法知道线程会以什么顺序或在哪个核心上运行。

一个POSIX线程基本上被Linux视为进程，与另一个进程共享堆。内核将安排它们并决定使用哪个核。例如，查看生成的（受保护的）汇编代码时，您不会看到任何“多核/多线程编程”，因为这是在内核级别完成的。

这就是为什么存在像join这样的函数和类似互斥体/信号量的工具来处理竞态条件和其他相关事项的原因。

- user2346536

Answer 4

当我调用join()方法时，线程正在执行还是在创建线程和调用join()之间的某个时间运行？

线程是在您创建线程后执行（启动），具体取决于可用资源，这可能需要一些时间。 join()方法等待（阻塞）直到线程完成其工作。

建议：我不会将变量命名为Sync对象This，这很令人困惑，因为存在关键字this。

在Async::Inc()中调用join()后，您可以安全地删除std::thread对象，而且您不需要将引用存储为成员变量，它仅在该函数中使用。

您还可以查看头文件，std :: atomic 或std :: atomic_int。

- Ortwin Angermeier