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Cplusplus-Concurrency-Introduction.md

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引言

C++11 是 2011 年 9 月 1 号发布的。C++11 在 C++03 的基础上做了大量的改进，引入了很多新的特性，比如 Lambda 表达式，右值引用，统一的列表初始化方式，正则表达式等等。当然，其中最令人激动的特性是新标准引入了原子操作类和线程支持库。C++ 一直在语言层面缺少对多线程的支持，因此 C++11 新标准基本上弥补了这一缺陷。可以毫不夸张地说，C++11 相当于一门新的编程语言。

相信 Linux 程序员都用过 Pthread, 但有了 C++11 的 std::thread 以后，你可以在语言层面编写多线程程序了，直接的好处就是多线程程序的可移植性得到了很大的提高，所以作为一名 C++ 程序员，熟悉 C++11 的多线程编程方式还是很有益处的。

如果你对 C++11 不太熟悉，建议先看看维基百科上关于 C++11 新特性的介绍，中文C++11介绍，英文C++11介绍 ，另外C++之父 Bjarne Stroustrup 的关于 C++11 的 FAQ 也是必看的，我也收集了一些关于C++11的资料，供大家查阅，详见本章的 资料汇

与 C++11 多线程相关的头文件

C++11 新标准中引入了五个头文件来支持多线程编程，它们分别是 <atomic>, <thread>, <mutex>, <condition_variable> 和 <future>。

  • <atomic>：该头文主要声明了两个类, std::atomic 和 std::atomic_flag，另外还声明了一套 C 风格的原子类型和与 C 兼容的原子操作的函数。

  • <thread>：该头文件主要声明了 std::thread 类，另外 std::this_thread 命名空间也在该头文件中。

  • <mutex>：该头文件主要声明了与互斥量(Mutex)相关的类，包括 std::mutex_* 一系列类，std::lock_guard, std::unique_lock, 以及其他的类型和函数。

  • <condition_variable>：该头文件主要声明了与条件变量相关的类，包括 std::condition_variable 和 std::condition_variable_any。

  • <future>：该头文件主要声明了 std::promise, std::package_task 两个 Provider 类，以及 std::future 和 std::shared_future 两个 Future 类，另外还有一些与之相关的类型和函数，std::async() 函数就声明在此头文件中。

std::thread "Hello world"

下面是一个最简单的使用 std::thread 类的例子

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#include <iostream> // std::cout
#include <thread>   // std::thread

void thread_task() {
    std::cout << "hello thread" << std::endl;
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
    std::thread t(thread_task);
    t.join();

    return EXIT_SUCCESS;
}

Makefile 如下：

all:Thread

CC=g++
CPPFLAGS=-Wall -std=c++11 -ggdb
LDFLAGS=-pthread

Thread:Thread.o
    $(CC) $(LDFLAGS) -o $@ $^

Thread.o:Thread.cc
    $(CC) $(CPPFLAGS) -o $@ -c $^


.PHONY:
    clean

clean:
    rm Thread.o Thread

注意在 Linux GCC4.6 环境下，编译时需要加 -pthread，否则执行时会出现：

$ ./Thread
terminate called after throwing an instance of 'std::system_error'
  what():  Operation not permitted
Aborted (core dumped)

原因是 GCC 默认没有加载 pthread 库，据说在后续的版本中可以不用在编译时添加 -pthread 选项。 如果 -std=c++11 不被支持，请尝试使用 -std=c++0x 代替并确保GCC已经升级。 更多的有关 C++11 Concurrency 的介绍将在后续的一系列博客中写出，希望自己勤快一点吧 ;-)