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C++多线程怎么实现 C++ std::thread并发编程入门教程【并发】

穿越時空

穿越時空

发布时间:2026-01-30 15:41:02

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来源于php中文网

原创

C++多线程安全的关键在于对象生命周期管理和数据竞争防控:传参须避免裸引用/指针、用std::ref或值捕获;线程必须join或detach;共享数据需mutex或atomic保护;锁要全覆盖且防死锁。

c++多线程怎么实现 c++ std::thread并发编程入门教程【并发】

直接说结论:C++ 多线程不是“开个 std::thread 就完事”,最常出问题的地方是**对象生命周期管理**和**数据竞争**,新手踩坑基本都栽在这两点上。

怎么安全地启动一个线程并传参

传参容易误用拷贝语义,尤其传引用或临时对象时会崩溃或未定义行为。

  • 传值安全,但可能不必要地拷贝大对象;用 std::move 可避免复制(如 std::thread t{func, std::move(data)}
  • 传引用必须用 std::ref(x),否则 std::thread 会尝试拷贝——而引用类型不可拷贝,编译失败
  • 绝对不要传局部变量的裸指针或引用,线程还在跑,函数已销毁(常见段错误)
  • lambda 捕获也一样:用 [&] 捕获局部变量 = 危险;用 [=] 或显式值捕获更安全

线程结束前必须处理的三件事

std::thread 对象析构时若仍关联活跃线程,会调用 std::terminate() —— 程序直接退出,无提示。

  • 显式调用 t.join():等待线程结束,适合你确定它终会完成
  • 显式调用 t.detach():让线程后台运行,但之后无法控制、无法同步,且要确保所有被访问对象的生命周期长于线程
  • 用 RAII 封装:写个简单 scoped_thread 类,在析构时自动 join(),避免忘记

共享数据不加锁一定会出问题吗

不是“一定崩溃”,而是“结果不可预测”——可能在你的机器上每次跑都对,换台机器、换编译器、加个日志就错。这是典型的竞态条件(race condition)。

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  • 读-读共享通常安全(但要注意内存可见性,见下条)
  • 读-写或写-写共享必须同步:std::mutex + std::lock_guard 是最常用组合
  • 别手写 if (!flag) flag = true; 这种逻辑,它不是原子的;改用 std::atomic
  • std::atomic 能解决简单标志位,但复杂状态(比如“先查再删再更新”)仍需互斥量

为什么有时加了锁还是出错

锁本身不能防止逻辑错误,只防止同时执行。常见疏漏比锁没加还隐蔽。

  • 忘了在所有访问路径加锁(比如异常分支里跳过了 unlock())→ 用 std::lock_guard 自动管理
  • 多个互斥量嵌套时顺序不一致 → 死锁;统一用 std::scoped_lock(C++17)一次锁定多个
  • std::shared_ptr 当线程安全容器用:它自身的引用计数是原子的,但指向的对象完全不安全
  • std::cout 调试多线程?输出会乱序甚至截断;要么加锁,要么用线程本地缓冲后批量打印

真正难的从来不是怎么开线程,而是怎么让多个线程对同一块内存的读写变成“可推理”的行为——这需要你时刻问自己:这个变量此刻被谁读、被谁写、有没有中间态、失效时间点在哪。

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