C++多线程传参的实现方法

目录

• 1.线程传参的过程
• 1.1 内置类型的实参
• 1.2 类类型的实参
• 1.3 传入智能指针unique_ptr

1.线程传参的过程

下面是thread的源代码

template< class Function, class... Args >
explicit thread( Function&& f, Args&&... args );

源代码很复杂，反正我是看不懂。但是有一点可以确定，默认情况下实参都是按值传入产生一个副本到thread中（很多人可能都见过这句话，但可能不清楚具体细节，下面举例说明）

实参从主线程传递到子线程的线程函数中，需要经过两次传递。第1次发生在std::thread构造时，实参按值传递并以副本形式被保存到thread的tuple中，这一过程发生在主线程。第2次发生在向线程函数传递时，此次传递是由子线程发起即发生在子线程中，并将之前std::thread内部保存的副本以右值的形式(通过调用std::move())传入线程函数。

1.1 内置类型的实参

1.1.1参数按值传递

默认情况下，所有参数（含第1个参数可调用对象）均按值并以副本的形式保存在std::thread对象中的tuple里。

这一点的实现类似于std::bind（不了解bind的可以去学习一下）

void func(int& a) //左值引用
{
    a = 6;
}
 
int main()
{
    int b = 1;
    thread t1(func,b); //错误。对实参b按值拷贝产生一个副本，将该副本存放在thread的tuple，
                       //随后对副本 调用std::move,产生一个右值，而func中的参数a是左值
                       //引用，不能绑定到右值
    cout << b << endl;
    t1.join();
    return 0;
}

1.1.2如果想按引用传递，则需要调用std::ref

void func(int& a) //左值引用
{
    a = 6;
}
 
int main()
{
    int b = 1;
    thread t1(func,std::ref(b); //std::ref传参时，先会创建一个std::ref类型的临时对象，
                           //其中保存着对b的引用。然后这个std::ref再以副本的形式保存在
                         //thread的tuple中。随后这个副本被move到线程函数，由于std::ref重载了
                        //operator T&(),因此会隐式转换为int&类型，因此起到的效果就好象b直接
                          //被按引用传递到线程函数中来
 
    cout << b << endl;//b的输出为6
    t1.join();
    return 0;
}

1.2 类类型的实参

1.2.1 传递的是左值对象

class A {
private:
    int m_i;
public:
    A(int i) :m_i(i) { cout << "转换构造" <<std::this_thread::get_id()<<endl; }
    A(const A& a):m_i(a.m_i) {cout << "拷贝构造" <<std::this_thread::get_id()<< endl;}
     A(A&& a):m_i(a.m_i) { cout << "移动构造" << std::this_thread::get_id()<<endl;}
    ~A() {cout &lpythont;< "析构函数" <<std::this_thread::get_id()<< endl;}
};
 
v开发者_开发教程oid myPrint2(const A& a) 
{cout << "子线程参数地址是" <<&a<<std::this_thread::get_id()<< endl;}//4.子线程参数地址是0157D48049564
 
int main() {
    int i = 5;
    A myobj(i);//1.转换构造25964    6.析构函数25964
    cout << "主线程id是" <<std::this_thread::get_id()<< endl;//2.主线程id是25964
 
   thread mytobj(myPrint2,myobj); //3.拷贝构造25964       5.析构函数49564
                                 //分析一下为什么上面会调用拷贝构造
                                 //myobj是一个左值对象，因此调用拷贝构造来生
                                 //成一个副本放入tuple中。这个过程发生在主线程中
    mytobj.join();
 
    return 0;
}

1.2.2 传递的是临时对象（即右值对象）

class A {
...//定义与前面一样
};
 
void myPrint2(const A& a) //定义与前面一样
{...}    //4.子线程参数地址是00DED638 30492
 
int main() {
    int i = 5;
    cout << "主线程id是" <<std::this_thread::get_id()<< endl;//1.主线程id是33312
thread mytobj(myPrint2,A(i));//2.转换构造33312，3.移动构造33312 
                              //4.析构函数33312 5.析构函数30492
                               //首先，A（i)会调用转换构造生成一个临时对象
                                //随后对这个临时对象按值拷贝到thread中
                                // 由于临时对象是个右值，因此调用的是移动构造
                                //这两个构造都发生在主线程中
    mytobj.join();
 
    return 0;
}

关于临时对象还有种可能

class A {
...//定义与前面一样
};
 
void myPrint2(const A& a) //定义与前面一样
{...}   //4.子线程参数地址是00E7D800 28216
 
int main() {
    int i = 5;
   A a(i); //1.转换构造41312      6.析构函数41312
    cout << "主线程id是" <<std::this_thread::get_id()<< endl;//2.主线程id是41312
thread mytobj(myPrint2,std::move（a）);//3.移动构造41312  5.析构函数28216
                              //4.析构函数33312 5.析构函数30492
                               //因为move(a）返回的是一个右值，会调用移动构造生成到thread的 
                                 //tuple中。同样的，这一步发生在主线程中
    mytobj.join();
 
    return 0;
}

1.2.3 传递的参数需要隐式类型转换

class A {
...//定义与前面一样
};
 
void myPrint2(const A& a) //定义与前面一样
{...}    //3.子线程参数地址是00FFF7E4 28552
 
int main() {
    int i = 5;
    cout << "主线程id是" <<std::this_thread::get_id()<< endl;//1.主线程id是50076
thread mytobj(myPrint2,i);//2.转换构造28552     4.析构函数28552
                          //分析：php首先i按值传入副本到thread，其类型仍然是int，这一步发生在主线程
      python                    //随后，子线程调用move向线程函数传参时,发生int到A的隐式类型转换（调用 
                            /转换构造），这一步发生在子线程中
    mytobj.join();
 
    return 0;
}

需要说明的是，我看很多人认为如果调用detach的话，一旦主线程在子线程前面结束，那么i会被销毁，导致隐式类型转换时出错。我觉得这是错误的，因为在主线程中，已经生成了一个i的副本到thread的tuple中，就算主线程结束，i被销毁，但i的副本不会，除非是像前面提到的const char*类型的指针，因为指针和指针的副本都指向同一个内存块，一旦指针指向的主线程内存被销毁，那么指针副本指向的就是被销毁的内存，导致野指针，

1.2.4 传递的参数是指针

  void func(const string& s)
 { cout <<"子线程id是 " << std::this_thread::get_id() << endl; }
 
int main(){
 
  const char* name = "Santa Claus";
  
     thread t(func, &w, name); //ok。首先name在主线程中以const char*类型作为副本被保存
                              //在thread中，当向线程函数func传参时，会先将之前的name副本隐式转 
                              js //换为string临时对象再调用move传给func的参数s
                             //同时要注意，这个隐式转换发生在子线程调用时，即在子线程中创建这个临 
                             // 时对象。这就需要确保主线程的生命周期长于子线程，否则name副本就会 
                             /变成野指针，从而无法正确构造出string对象。
    
  
 
    //std::thread t6(&Widget::func, &w, string(name)); //为避免上述的隐式转换可以带来的bug。可 
                                                      //以在主线程先构造好一个string临时对象， 
                                                      //再传入thread中。这样哪怕调用的是 
                                                     //detach，子线程也很安全
 
    t.join();  //如果这里改成t.detach,并且如果主线程生命期在这行结束时（意味着主线程在子线程前面 
               //完成运行），就可能发生野指针现象。
}

1.3 传入智能指针unique_ptr

智能指针其实也是个模板类，这里单独拿出来讲一下

void myPrint3(unique_ptr<A> pgn) {cout << myp.get() << endl;}//00E6BEB8
 
int main() {
 
 unique_ptr<int> myp(new int(100));
 
   thread mytobj(myPrint3,myp); //错误，首先unique_prt无法进行拷贝，只能移动。而myp是一个
                               //左值，不能对它进行移动构造产生一个副本放入thread
   thread mytobj(myPrint3,std编程客栈::move(myp));//ok,std::move(myp)返回一个右值，因此调用移动构造产 
                                          //生一个副本放到thread中，这些都发生在主线程
    mytobj.join();
 
    return 0;
}

再者，讨论一下上述代码在使用detach时的情况。在此之前看下面代码

class B {
private:
    int m_b;
public:
    B(int b) :m_b(b) { cout << "转换构造" << endl; }
    ~B() { cout << "析构函数" << endl; }
};
 
void myPrint3(unique_ptr<B> pgn) { cout << pgn.get() << endl; }
 
int main() {
    unique_ptr<B> t1(new B(5));
    {
        unique_ptr<B> t2 = std::move(t1);
        cout << "时间点1" << endl;
    }
    cout << "时间点2" << endl;
    return 0;
}

输出结果：

转换构造

时间点1

析构函数

时间点2

这说明t1被销毁时不会调用类B的析构函数，也不会释放分配的堆区内存。因为t1所含的指针由于后面的move操作已经被置空了。t2退出作用域时自动销毁，调用类的析构函数，并释放堆区内存

回过头

 void myPrint3(unique_ptr<int> pgn) {cout << myp.get() << endl;}
 
int main(){
   unique_ptr<int> myp(new int(100));
 
   thread mytobj(myPrint3,std::move(myp)); 
                                         
    mytobj.detach();//即使主线程比子线程先结束，那么myp在销毁时也不会释放堆区内存
                   //此时pgn包含的指针指向那块堆区内存。
                   //那么pgn在C++运行时库中销毁时，会释放堆区内存，不会造成内存泄漏
                   //因此用detach也是安全的
}

到此这篇关于C++多线程传参的实现方法的文章就介绍到这了,更多相关C++多线程传参内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！