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C++ 多线程 join：如何等待并发线程完成？

2023-07-05 05:58:49 深夜i -- --

C++ 多线程 join 等待并发线程

C++是一种高级编程语言，常常用于开发高性能的程序。在充分利用多核处理器的时代，使用多线程执行程序的能力非常重要。使用C++11引入的多线程库，我们可以在C++程序中轻松地创建和管理多个线程。

然而，当我们使用多线程执行一些任务时，我们需要等待所有的线程完成，才能继续程序的执行。这就是join()函数的作用。join()函数可以等待一个线程完成后，再继续执行其他代码。下面是一个简单的例子：


#include <iostream>
#include <thread>
void thread_func()
  std::cout << "Thread function executing..." << std::endl;
int main() {
  std::thread t(thread_func);
  std::cout << "Main thread executing..." << std::endl;
  t.join();
  std::cout << "Main thread after join." << std::endl;
  return 0;
}

在上面的例子中，我们创建了一个新线程，并让它执行thread_func()函数。然后，我们在主线程中打印一条消息。因为我们使用了join()函数，所以主线程将等待新线程执行完成。当新线程执行完毕后，它将被合并回主线程，并打印一条消息表示程序执行完成。

除了join()函数以外，还有一种方法可以实现等待多个线程完成。这就是使用条件变量。条件变量用于线程间的同步，在某个条件达成之前，线程可以等待在条件变量上。当条件变量满足时，线程继续执行。使用条件变量时，我们需要使用一个锁，以避免不同的线程同时访问共享变量。下面是一个简单的例子：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool done = false;
void thread_func() {
  std::cout << "Thread function executing..." << std::endl;
  std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
  done = true;
  cv.notify_all();
}
int main() {
  std::thread t(thread_func);
  std::cout << "Main thread executing..." << std::endl;
  {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    cv.wait(lock, []{return done;});
  }
  std::cout << "Main thread after wait." << std::endl;
  t.join();
  return 0;
}

在上面的例子中，我们使用了条件变量和互斥锁来同步线程。在新线程执行完毕后，它会设置done变量的值，并通过notify_all()函数告知其他线程条件已经满足。在主线程中，我们等待done变量的值为true。如果done变量的值为false，那么主线程将会进入等待状态。当新线程设置done变量的值为true时，主线程将被唤醒，并继续执行。最后，我们使用join()函数等待新线程执行完成。

总的来说，join()函数是C++中一个非常有用的函数，它允许我们等待一个或多个线程完成后，再继续程序的执行。除了join()函数以外，我们还可以使用条件变量和互斥锁来同步线程的执行。当我们需要等待多个线程完成时，使用条件变量可能更加合适。无论使用哪种方法，都需要小心处理线程之间的同步，以避免发生竞态条件和死锁等问题。

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