c++：线程（std::thread）

目次
从第一性原理出发：为什么须要线程？
 ✅ 本质界说：
📌 使用根本语法：  
线程之间的“并发”与“并行”的区别
 线程安全与数据竞争（Race Condition）
如何让线程“安全地”访问数据？ 
完备示例：使用线程加速加法 

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从第一性原理出发：为什么须要线程？

想象一下：
你有一个步调，它要做许多事，好比：

• 下载文件
  
• 处理图片
  
• 打印日记
  
• 相应用户输入假如这些使命按次序来（单线程），那用户体验就会很差：好比下载还没完，界面就卡住了。
  

第一性标题来了： 
能不能让步调同时做多件事，而不是排队一个个来？ 
 能！用线程！ 
 ✅ 本质界说：

 线程（Thread）是步调内部能并发实行的最小单元。
线程 = 步调里可以独立并发实行的一段使命。 
一个步调至少有一个线程（主线程），你可以再创建多个线程来同时实行差别的代码块。
📌 使用根本语法：  

1. #include <thread>

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 std::thread 类就是 C++ 提供的“创建和管理线程”的工具。

1. #include <iostream>#include <thread>
2. void work() {    std::cout << "工作线程正在运行\n";}int main() {    std::thread t(work);  // 创建一个线程实行 work()    t.join();             // 等候这个线程实行完    std::cout << "主线程竣事\n";}

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表明：

• std::thread t(work);：创建了一个“工人线程”，去实行函数 work
  
• t.join();：告诉主线程“等工人做完再走”
  
• 末了主线程输出“主线程竣事”
  

创建线程的三种方式：
方法示例传函数名（函数指针）std::thread t(func);
传 lambda 表达式std::thread t([](){ ... });传函数对象（仿函数）std::thread t(Functor());  线程的控制使用（join 和 detach）

1. std::thread t(func);

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你创建了一个新线程，但它和主线程是“并行运行的”。
 接下来你必须做一件事（二选一）：
使用阐明t.join()等候这个线程运行竣事，和主线程“合并”t.detach()把线程“放飞”，让它本身跑，主线程不再管它（配景线程） C++ 尺度要求：每个 std::thread 对象 在烧毁前必须被 join 或 detach！ 
留意：主线程大概在子线程还没竣事时就退出了，这种线程叫做 配景线程。 
线程之间的“并发”与“并行”的区别

概念寄义并发（concurrent）逻辑上“同时”运行，现实上轮替交替实行（单核CPU）并行（parallel）真正的同时实行（多核CPU，每个线程跑在差别核上）  线程安全与数据竞争（Race Condition）

多个线程访问同一块数据会出标题！ 

1. int counter = 0;
3. void add() {
4.     for (int i = 0; i < 100000; ++i)
5.         ++counter;
6. }
8. int main() {
9.     std::thread t1(add);
10.     std::thread t2(add);
11.     t1.join();
12.     t2.join();
14.     std::cout << counter << std::endl;  // ❓ 输出不是 200000？！
15. }

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为什么？

• 由于两个线程在同时修改同一个变量
  
• 出现了所谓的 数据竞争（Race Condition）
  

如何让线程“安全地”访问数据？ 

使用互斥锁（std::mutex） 

1. #include <mutex>
3. std::mutex mtx;
5. void add() {
6.     for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
7.         std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);  // 自动加锁/解锁
8.         ++counter;
9.     }
10. }

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 使用 lock_guard 是今世 C++ 推荐的做法，RAII 主动开释锁。
完备示例：使用线程加速加法 

1. #include <iostream>#include <thread>
2. void printRange(int start, int end) {    for (int i = start; i <= end; ++i)        std::cout << i << " ";}int main() {    std::thread t1(printRange, 1, 50);    std::thread t2(printRange, 51, 100);    t1.join();    t2.join();    std::cout << "\nDone\n";}

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 输出大概是：

1. 1 2 3 51 52 53 ... 50 100

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次序是“乱的”！由于是并发实行的结果。