Boost::thread库的使用

2009/11/26

Kagula

 

最后更新日期

2016/12/02

 

阅读对象

本文假设读者有几下Skills

[1]在C++中至少使用过一种多线程开发库，有Mutex和Lock的概念。

[2]熟悉C++开发，在开发工具中，能够编译、设置boost::thread库。

 

 

环境

[1]Visual Studio 2005/2008 with SP1

[2]boost1.39/1.40

 

概要

通过实例介绍boost thread的使用方式，本文主要由线程启动、Interruption机制、线程同步、等待线程退出、Thread Group几个部份组成。

正文

线程启动

线程可以从以下四种方式启动：

第一种用struct结构的operator成员函数启动：

struct callable

{

  void operator()() {  这里略去若干行代码  }

};

 

这里略去若干行代码

 

Callable x;

Boost::thread t(x);

 

第二种以非成员函数形式启动线程

 void func(int nP)

 { 这里略去若干行代码

}

这里略去若干行代码

Boost::thread t(func,123);

 

第三种以成员函数形式启动线程

#include <boost/bind.hpp>

 

这里略去若干行代码

 

class testBind{

public:

 void testFunc(inti)

{

 cout<<”i=”<<i<<endl;

}

};

 

这里略去若干行代码

 

testBind tb;

boost::thread t(boost::bind(&testBind::testFunc,&tb,100));

 

第四种以Lambda表达方式启动

boost::thread t([](int nVal){cout << nVal << " from thread" << endl;},1000);t.join();

 

Interruption机制

可以通过thread对象的interrupt函数，通知线程，需要interrupt。线程运行到interruption point就可以退出。

Interruption机制举例：

#include"stdafx.h"

#include<iostream>

#include<boost/thread.hpp>

usingnamespace std;

 

void f()

{

    for(int i=1;i<0x0fffffff;i++)

    {

        if(i%0xffffff==0)

        {

             cout<<"i="<<((i&0x0f000000)>>24)<<endl;

             cout<<"boost::this_thread::interruption_requested()="<<boost::this_thread::interruption_requested()<<endl;

             if(((i&0x0f000000)>>24)==5)

             {

                  boost::this_thread::interruption_point();

             }

        }

    }

}

 

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

    boost::thread t(f);

    t.interrupt();

    t.join();  //等待线程结束

    return 0;

}

 

t.interrupt();告诉t线程，现在需要interrupt。boost::this_thread::interruption_requested()可以得到当前线程是否有一个interrupt请求。若有interrupt请求，线程在运行至interruption点时会结束。boost::this_thread::interruption_point();就是一个interruption point。Interruption point有多种形式，较常用的有boost::this_thread::sleep(boost::posix_time::seconds(5));当没有interrupt请求时，这条语句会让当前线程sleep五秒，若有interrupt requirement线程结束。

如何使线程在运行到interruption point的时候，不会结束，可以参考下面的例子：

#include"stdafx.h"

#include<iostream>

#include<boost/thread.hpp>

usingnamespace std;

 

void f()

{

    for(int i=1;i<0x0fffffff;i++)

    {

        if(i%0xffffff==0)

        {

             cout<<"i="<<((i&0x0f000000)>>24)<<endl;

 

             cout<<"boost::this_thread::interruption_requested()"<<boost::this_thread::interruption_requested()<<endl;

 

             if(((i&0x0f000000)>>24)==5)

             {

                  boost::this_thread::disable_interruption di;

                  {

                      boost::this_thread::interruption_point();

                  }

             }

        }

    }

}

 

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

    boost::thread t(f);

    t.interrupt();

    t.join();  //等待线程结束

 

    return 0;

}

 

 

注意boost::this_thread::disable_interruption这条语句的使用，它可以使大括号内的interruption point不会中断当前线程。

线程同步

Boost提供了多种lock导致上手需要较长时间，还是看下面线程同步的例子比较简单，相信在多数应用中足够：

 

直接使用boost::mutex的例子

static boost::mutex g_m;

这里略去若干行代码

g_m.lock();

需要锁定的代码

g_m.unlock();

这里略去若干行代码

if(g_m.try_lock())

{

需要锁定的代码

}

这里略去若干行代码

 

 

使用lock guard的例子

#include<iostream>

#include<string>

#include<boost/thread.hpp>

#include<boost/thread/mutex.hpp>

#include<boost/thread/locks.hpp>

 

usingnamespace std;

 

static boost::mutex g_m;

 

void f(string strName)

{

    for(int i=1;i<0x0fffffff;i++)

    {

        if(i%0xffffff==0)

        {

             boost::lock_guard<boost::mutex> lock(g_m);

             cout<<"Name="<<strName<<" i="<<((i&0x0f000000)>>24)<<endl;

        }

    }

}

 

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

    boost::thread t(f,string("inuyasha"));

    boost::thread t2(f,string("kagula"));

    boost::thread t3(f,string("kikyou"));

 

    {

        boost::lock_guard<boost::mutex> lock(g_m);

        cout<<"thread id="<<t.get_id()<<endl;

    }

 

    t.join();

    t2.join();

    t3.join();

 

    return 0;

}

 

 

使用unique lock的例子

#include<iostream>

#include<string>

#include<boost/thread.hpp>

#include<boost/thread/mutex.hpp>

#include<boost/thread/locks.hpp>

 

usingnamespace std;

 

static boost::mutex g_m;

 

void f(string strName)

{

    cout<<"Thread name is "<<strName<<"-----------------begin"<<endl;

    for(int i=1;i<0x0fffffff;i++)

    {

        if(i%0xffffff==0)

        {

             boost::unique_lock<boost::mutex> lock(g_m);

 

             cout<<"Name="<<strName<<" i="<<((i&0x0f000000)>>24)<<endl;

             

             lock.unlock();

        }

    }

    cout<<"Thread name is "<<strName<<"-----------------end"<<endl;

}

 

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

    boost::thread t(f,string("inuyasha"));

    boost::thread t2(f,string("kagula"));

    boost::thread t3(f,string("kikyou"));

 

    t.join();

    t2.join();

    t3.join();

 

    return 0;

}

同Lock_guard相比

[1]Unique lock中有owns lock成员函数，可判断，当前有没有被lock。

[2]在构造Unique Lock时可以指定boost::defer_lock_t参数推迟锁定，直到Unique Lock实例调用Lock。或采用下面的编码方式使用：

    boost::unique_lock<boost::mutex> lock(mut,boost::defer_lock);

    boost::unique_lock<boost::mutex> lock2(mut2,boost::defer_lock);

    boost::lock(lock,lock2);

[3]它可以和Conditoin_variable配合使用。

[4]提供了try lock功能。

 

 

如果线程之间执行顺序上有依赖关系，直接到boost官网中参考条件变量（Condition variables）的使用。官网关于Conditon Variables的说明还是容易看懂的。

注意，使用一个不恰当的同步可能消耗掉1/2以上的cpu运算能力。

Thread Group

线程组使用示例，其中f函数在上面的例子已经定义

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

    boost::thread_group tg;

    tg.add_thread(new boost::thread(f,string("inuyasha")));

    tg.add_thread(new boost::thread(f,string("kagula")));

    tg.add_thread(new boost::thread(f,string("kikyou")));

 

    tg.join_all();

 

    return 0;

}

 

 

参考来源

[1]www.boost.org