C++中的std::thread是C++11引入的线程库的一部分，提供了创建和管理线程的能力。它封装了操作系统的线程接口，使得在C++中更方便地进行多线程编程。
1. std::thread 的定义
std::thread 类位于<thread>头文件中，定义在std命名空间下，用于表示一个独立执行的线程对象。其基本声明如下：
#include <thread>
std::thread 可以传递各种类型的参数，但要注意：
默认按值传递，如果要传引用，用 std::ref(x)。
移动对象用 std::move，避免不必要的拷贝。
成员函数必须传对象指针（&obj）。
2. std::thread 的构造函数
std::thread 提供了多个构造函数，允许不同方式创建线程。
(1) 默认构造函数
std::thread();
- 创建一个空的
std::thread对象，不与任何可执行线程关联。
#include <iostream>
#include <thread>int main() {std::thread t; // 默认构造，不与任何线程关联std::cout << "t is joinable? " << t.joinable() << std::endl; // 输出 0（false）return 0;
}
(2) 可调用对象构造
template< class Function, class... Args >
explicit thread(Function&& f, Args&&... args);
- 传入一个可调用对象（函数、函数对象、lambda 等）和参数，创建一个新的线程。
#include <iostream>
#include <thread>void func(int x) {std::cout << "Thread function with arg: " << x << std::endl;
}int main() {std::thread t(func, 10); // 创建线程并执行 func(10)t.join(); // 等待线程执行完毕return 0;
}
(3) 移动构造函数
thread(thread&& other) noexcept;
std::thread是不可拷贝的，但可以移动。- 该构造函数接收另一个
std::thread对象，并接管其线程。
#include <iostream>
#include <thread>void func() {std::cout << "Thread running\n";
}int main() {std::thread t1(func);std::thread t2 = std::move(t1); // t1移动到t2，t1不再管理线程t2.join();return 0;
}
(4) 拷贝构造（删除）
thread(const thread&) = delete;
std::thread对象不能被拷贝，因为线程的所有权是唯一的。- 这样设计是为了避免多个
std::thread对象管理同一个线程，导致未定义行为。
#include <thread>void func() {}int main() {std::thread t1(func);// std::thread t2 = t1; // ❌ 错误，不能拷贝return 0;
}
3. std::thread 的常用成员函数
(1) join() - 等待线程结束
void join();
- 阻塞调用线程，直到目标线程执行完毕。
- 必须在可联结的线程上调用，否则会导致异常。
#include <iostream>
#include <thread>void func() {std::cout << "Thread running\n";
}int main() {std::thread t(func);t.join(); // 等待线程执行完毕return 0;
}
(2) detach() - 分离线程
void detach();
- 让线程在后台运行，与
std::thread对象分离。 - 线程对象会立即销毁，但线程继续执行，执行完毕后自动释放资源。
#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>void func() {std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));std::cout << "Thread finished\n";
}int main() {std::thread t(func);t.detach(); // 线程进入后台std::cout << "Main thread continues...\n";std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3)); // 主线程等待return 0;
}
注意：如果主线程退出而分离线程还未执行完，可能会导致未定义行为。因此应谨慎使用detach()。
(3) joinable() - 判断线程是否可联结
bool joinable() const noexcept;
- 如果线程对象管理一个有效线程，则返回
true。
std::thread t(func);
if (t.joinable()) {t.join();
}
(4) get_id() - 获取线程ID
std::thread::id get_id() const noexcept;
- 获取线程的唯一ID。
#include <iostream>
#include <thread>void func() {std::cout << "Thread ID: " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
}int main() {std::thread t(func);t.join();return 0;
}
(5) native_handle() - 获取操作系统的线程句柄
native_handle_type native_handle();
- 获取线程的原生句柄，可用于底层线程操作（如设置优先级等）。
(6) hardware_concurrency() - 获取硬件支持的线程数
static unsigned int hardware_concurrency() noexcept;
- 返回系统建议的并发线程数。
#include <iostream>
#include <thread>int main() {std::cout << "Hardware concurrency: " << std::thread::hardware_concurrency() << std::endl;return 0;
}
4. std::thread 的用法示例
(1) 使用Lambda表达式
#include <iostream>
#include <thread>int main() {std::thread t([] {std::cout << "Lambda thread running\n";});t.join();return 0;
}
(2) 线程数组
#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>void func(int i) {std::cout << "Thread " << i << " started\n";
}int main() {std::vector<std::thread> threads;for (int i = 0; i < 5; ++i) {threads.emplace_back(func, i);}for (auto& t : threads) {t.join();}return 0;
}
总结
std::thread不能拷贝，但可以移动。- 使用
join()等待线程结束，使用detach()分离线程。 - 使用
joinable()检查线程是否可联结。 - 使用
get_id()获取线程ID。 hardware_concurrency()获取系统支持的线程数。
多线程编程需要注意数据同步，否则可能导致数据竞争（race condition）等问题。可以使用std::mutex、std::condition_variable等同步机制来解决这些问题。
