C++11 thread的所有用法 讲解

C11标准引入了一套线程库，包括了以下几个头文件：

- `<threads.h>`：包含了线程相关函数和类型的声明，例如`thrd_t`、`mtx_t`、`cnd_t`、`thrd_create()`、`mtx_lock()`等。
- `<stdatomic.h>`：包含了原子操作相关的函数和类型声明，例如`atomic_int`、`atomic_fetch_add()`等。
- `<time.h>`：包含了时间相关函数和类型声明，例如`timespec`、`nanosleep()`等。

下面是C11线程库的几个主要部分：

### 线程管理

- `thrd_t`：线程对象，可用于创建、等待和销毁线程。
- `thrd_create()`：创建新线程。
- `thrd_join()`：等待线程结束。
- `thrd_detach()`：分离线程，使其运行在后台。
- `thrd_sleep()`：线程休眠一段时间。

#include <stdio.h>
#include <threads.h>
 
int thread_func(void* arg) {
    printf("Hello, world!\n");
    return 0;
}
 
int main() {
    thrd_t thread;
    thrd_create(&thread, thread_func, NULL);
    thrd_join(thread, NULL);
    return 0;
}

### 互斥量

- `mtx_t`：互斥量对象，用于保护共享资源。
- `mtx_init()`：初始化互斥量。
- `mtx_lock()`：锁定互斥量。
- `mtx_unlock()`：解锁互斥量。
- `mtx_destroy()`：销毁互斥量。

#include <stdio.h>
#include <threads.h>
 
mtx_t mutex;
 
void* thread_func(void* arg) {
    mtx_lock(&mutex);
    printf("Thread %d locked the mutex.\n", *(int*)arg);
    mtx_unlock(&mutex);
    return NULL;
}
 
int main() {
    mtx_init(&mutex, mtx_plain);
    thrd_t thread1, thread2;
    int arg1 = 1, arg2 = 2;
    thrd_create(&thread1, thread_func, &arg1);
    thrd_create(&thread2, thread_func, &arg2);
    thrd_join(thread1, NULL);
    thrd_join(thread2, NULL);
    mtx_destroy(&mutex);
    return 0;
}

### 条件变量

- `cnd_t`：条件变量对象，用于等待和通知条件。
- `cnd_init()`：初始化条件变量。
- `cnd_wait()`：等待条件变量满足。
- `cnd_signal()`：通知条件变量满足。
- `cnd_broadcast()`：通知所有等待条件变量的线程。

#include <stdio.h>
#include <threads.h>
 
mtx_t mutex;
cnd_t cond;
 
void* thread_func(void* arg) {
    mtx_lock(&mutex);
    printf("Thread %d locked the mutex.\n", *(int*)arg);
    cnd_wait(&cond, &mutex);
    printf("Thread %d received the signal.\n", *(int*)arg);
    mtx_unlock(&mutex);
    return NULL;
}
 
int main() {
    mtx_init(&mutex, mtx_plain);
    cnd_init(&cond);
    thrd_t thread1, thread2;
    int arg1 = 1, arg2 = 2;
    thrd_create(&thread1, thread_func, &arg1);
    thrd_create(&thread2, thread_func, &arg2);
    thrd_sleep(&(struct timespec){.tv_sec=1}, NULL);
    cnd_signal(&cond);
    thrd_sleep(&(struct timespec){.tv_sec=1}, NULL);
    cnd_broadcast(&cond);
    thrd_join(thread1, NULL);
    thrd_join(thread2, NULL);
    mtx_destroy(&mutex);
    cnd_destroy(&cond);
    return 0;
}

### 原子操作

C11标准引入了一套原子操作函数，可用于对共享变量进行原子操作，避免了多线程竞争的问题。

#include <stdio.h>
#include <stdatomic.h>
#include <threads.h>
 
atomic_int counter = ATOMIC_VAR_INIT(0);
 
void* thread_func(void* arg) {
    for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {
        atomic_fetch_add(&counter, 1);
    }
    return NULL;
}
 
int main() {
    thrd_t thread1, thread2;
    thrd_create(&thread1, thread_func, NULL);
    thrd_create(&thread2, thread_func, NULL);
    thrd_join(thread1, NULL);
    thrd_join(thread2, NULL);
    printf("Counter value: %d\n", counter);
    return 0;
}

以上就是C11线程库的主要内容。需要注意的是，C11线程库的兼容性并不好，不同的编译器可能会有不同的实现。