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C++如何等待线程结束？

2023-07-09 04:17:25 深夜i -- --

C++ 等待线程结束

在C++中，线程的使用已经成为了几乎所有现代应用程序的必要部分。线程可以在后台执行单独的任务，从而使应用程序更加高效和灵活。但是，当应用程序需要等待线程完成其任务并返回结果时，就需要使用某种方法来等待线程结束。在本文中，将介绍在C++中等待线程结束的几种方法。

1. 使用join()方法

C++中的std::thread类提供了诸如join()、detach()、get_id()和swap()等方法，我们可以利用它们来管理线程。其中，join()方法可以用来等待线程结束。简单来说，join()就是让主线程等待子线程执行完成。当一个线程调用join()方法时，它会暂停并等待线程结束。当线程执行完成时，join()方法将返回，主线程接着继续执行。

例如，以下代码演示了如何使用join()方法等待线程结束：

 c++
#include <thread>
#include <iostream>
void threadFunction()
{
  std::cout << "Thread function start" << std::endl;
  //模拟线程执行任务
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
  std::cout << "Thread function end" << std::endl;
}
int main()
{
  std::cout << "Main thread start" << std::endl;
  std::thread t(threadFunction);
  //等待线程执行完成
  t.join();
  std::cout << "Main thread end" << std::endl;
  return 0;
}

在上面的代码中，我们首先定义了一个线程函数threadFunction()，当线程t启动时，它会执行我们定义的线程函数。然后我们调用join()方法，使主线程等待线程t的执行完成。在这里，当线程函数执行完成后，我们会在控制台上看到相应的输出信息。最后，主线程也将继续执行并输出它自己的信息。

2. 使用detach()方法

使用detach()方法，可以将线程从主线程中分离出来并在后台执行。当线程运行在detach()方法中时，主线程就不会再等待线程的执行完成。如果主线程结束了，那么线程也将随之终止而不会继续执行。使用detach()的缺点在于无法获取线程的返回值，因此在使用时要谨慎。

下面的代码演示了如何使用detach()方法分离线程：

 c++
#include <thread>
#include <iostream>
void threadFunction()
{
  std::cout << "Thread function start" << std::endl;
  //模拟线程执行任务
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
  std::cout << "Thread function end" << std::endl;
}
int main()
{
  std::cout << "Main thread start" << std::endl;
  std::thread t(threadFunction);
  //分离线程
  t.detach();
  std::cout << "Main thread end" << std::endl;
  return 0;
}

在上面的代码中，我们与前一个例子的唯一区别是，现在我们使用detach()方法来分离线程。在这里，当线程开始执行后，主线程将不再等待线程的执行完成，而是继续执行并输出信息。

3. 使用future和promise

使用std::future和std::promise是另一种等待线程结束的方法。promise是一个对象，允许我们将线程的处理结果传递给一个future对象，future对象可以让线程的调用者等待它。使用std::async创建线程和使用promise/future显然是不同的，但是后者提供了更加灵活的方式来等待线程的完成。

下面的代码演示了如何使用promise/future等待线程的完成：

 c++
#include <thread>
#include <iostream>
#include <future>
void threadFunction(std::promise<int> &promiseObj)
{
  std::cout << "Thread function start" << std::endl;
  //模拟线程执行任务
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
  std::cout << "Thread function end" << std::endl;
  promiseObj.set_value(42);
}
int main()
{
  std::cout << "Main thread start" << std::endl;
  std::promise<int> promiseObj;
  std::future<int> futureObj = promiseObj.get_future();
  std::thread t(threadFunction, std::ref(promiseObj));
  //等待线程执行完成并获取线程返回值
  int result = futureObj.get();
  std::cout << "Thread returned " << result << std::endl;
  std::cout << "Main thread end" << std::endl;
  return 0;
}

在本例中，我们首先创建了一个std::promise对象promiseObj，并获取了一个与之相关的std::future对象futureObj。然后，当线程启动时，我们将std::promise对象作为参数传递给它，并在线程函数执行完成时，通过调用promiseObj.set_value()来设置返回值。最后，在主线程中，我们调用futureObj.get()以等待线程的执行完成，并获取线程的返回值。在示例代码中，当线程函数执行完成时，我们将会在控制台上看到相应的输出信息。

综上所述，C++提供了多种等待线程结束的方法，我们可以根据应用程序的需求选择适当的方法。使用join()方法是最常用的等待线程结束的方法，但是我们也可以使用detach()方法将线程分离开来。使用promise/future的方法则提供了更加灵活的方式，以等待线程的执行完成并获取返回值。请据此综合考虑选择适当的方法。

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