OPC Client第11讲【C++并发与多线程1】：基本概念和理解；Thread线程库的基本使用；线程传参详解

小吴同学·

733人浏览 · 2025-09-11 10:10:19

小吴同学· · 2025-09-11 10:10:19 发布

c++11并发与多线程视频课程_哔哩哔哩_bilibili

上面这个视频对应的笔记链接如下：

C++11并发与多线程_胡胡浩特的博客-CSDN博客

1.线程库的基本使用_哔哩哔哩_bilibili

上面这个视频对应文档链接如下（关注up主微信，在微信公众号上打开的）：

C++11 线程池多线程编程

一、并发、进程、线程的基本概念和综述

先看下面的笔记链接

c++11并发于多线程_2章_1节_哔哩哔哩_bilibili

C++11并发与多线程笔记（1）并发基本概念及实现，进程、线程基本概念_c++11进程-CSDN博客

1、CPU配置：物理核心（内核）、逻辑处理器、超线程

自己电脑的CPU配置为：14核20线程

1>物理核心（内核）

指CPU中实际存在的独立计算单元，每个核心可同时执行一条指令流。
CPU有14个物理核心，意味着可并行处理14个独立任务

2>逻辑处理器 / 逻辑核心：

超线程 = 1 个物理核心 → 操作系统看到 2 个逻辑处理器
超线程技术可以让一个物理核心被操作系统识别为两个逻辑处理器。
我的 CPU 是 14 核 20 线程，说明并非所有核心都开启了超线程（可能是 10 核开启超线程 = 20 线程，另外 4 核关闭超线程）。

3>超线程

2、并发、线程、进程

1>并发

C++11并发与多线程笔记（1）并发基本概念及实现，进程、线程基本概念_c++11进程-CSDN博客

2>可执行程序

磁盘上的一个文件，windows下，扩展名为.exe；
linux下，ls -la，rwx（可读可写可执行）

3>进程：就是运行起来的可执行程序

运行一个可执行程序，在windows下，可双击；在linux下，./文件名
进程，一个可执行程序运行起来了，就叫创建了一个进程。
进程就是运行起来的可执行程序。

在VisualStudio中，写好代码后点击“生成解决方案”（如下图），即编译好了代码，在Debug文件夹中创建了一个.exe的可执行程序（如下下图）

如下图，运行两个.exe程序（即连续两次点击下图红框）

在任务管理器中能看到两个进程，如下图。

4>线程：用来执行代码的【理解为一条代码的执行通路】

C++11并发与多线程笔记（1）并发基本概念及实现，进程、线程基本概念_c++11并发与多线程胡胡浩特-CSDN博客

1》主线程：随着进程自动启动/结束（main函数）

《1》每个进程（执行起来的可执行程序），都有唯一的一个主线程
《2》当执行可执行程序时，产生一个进程后，这个主线程就随着这个进程默默启动起来了
ctrl+F5运行这个程序的时候，实际上是进程的主线程来执行（调用）这个main函数中的代码
线程：用来执行代码的。线程这个东西，可以理解为一条代码的执行通路

2》多线程（并发）

除了主线程之外，可以通过写代码来创建其他线程，其他线程走的是别的道路，甚至去不同的地方
每创建一个新线程，就可以在同一时刻，多干一个不同的事（多走一条不同的代码执行路径）

线程并不是越多越好，每个线程，都需要一个独立的堆栈空间（大约1M），线程之间的切换要保存很多中间状态；
切换也会耗费本该属于程序运行的时间

二、并发的实现方法：两个或者更多的任务(独立的活动)同时发生(进行)

必须使用多线程的案例

1、多进程并发：通过多个进程实现并发

比如账号服务器一个进程，游戏服务器一个进程。
服务器进程之间存在通信（同一个电脑上：管道，文件，消息队列，共享内存）；（不同电脑上：socket通信技术）

2、多线程并发【推荐】：在单独的进程中，写代码创建除了主线程之外的其他线程来实现并发

线程：感觉像是轻量级的进程。每个进程有自己独立的运行路径，但一个进程中的所有线程共享地址空间（共享内存）；全局变量、全局内存、全局引用都可以在线程之间传递，所以多线程开销远远小于多进程。

共享内存带来新问题，数据一致性问题;线程A，线程B;

多进程并发和多线程并发可以混合使用，但建议优先考虑多线程技术。

本课程中只讲多线程并发技术

三、C++11新标准线程库【多线程能够跨平台】

以往

windows：CreateThread(), _beginthread(),_beginthreadexe()创建线程；
linux：pthread_create()创建线程；不能跨平台
临界区，互斥量
POSIX thread(pthread):跨平台，但要做一番配置，也不方便

C++11【后面都用这个讲】

从C++11新标准，C++语言本身增加对多线程的支持，意味着可移植性（跨平台），这大大减少开发人员的工作量

四、C++11 Thread线程库的基本使用

1.线程库的基本使用_哔哩哔哩_bilibili

1、C++11 Thread线程库的基本使用

1、创建线程

2、传递参数

3、`t.join()`【常用】`：`等待线程完成

非常重要。去掉很容易出错【见五、2、】

区别下述4、

4、t.detach()：分离线程，让线程在后台运行

如下图，thread1这个线程使用 thread1.detach()方法分离线程，让它在后台运行。

但是控制台不会输出任何东西。

因为后台运行的线程还没有执行输出cout时，主线程就已经运行结束了。
主线程运行结束后，同时这个进程就会自动结束。进程结束就会导致后台运行的线程也会自动结束。

5、joinable()：判断此线程是否可以被 join()或 detach()

joinable()方法返回一个布尔值，如果线程可以被 join()或 detach()，则返回true，否则返回 false。

如果我们试图对一个不可加入的线程调用 join()或 detach()，则会抛出一个 std::system_error异常。

6、常见错误

1>忘记等待线程完成或分离线程

2>访问共享数据时没有同步

3>异常传递问题

五、线程传参详解

2.线程函数中的数据未定义错误_哔哩哔哩_bilibili

2、C++11 线程函数中的数据未定义错误

1、传递临时变量的问题

如下图，在 std::thread 构造函数尝试解析参数时，编译器就发现无法将右值 1 绑定到 foo 所需的 int& 参数上。这个绑定失败发生在编译期。

C++ 有一条核心规则【见2>1》】：

不能将非 const 的左值引用绑定到右值上。

thread构造函数里禁用了隐式类型转换，会对参数进行完美转发【见2>2》《3》】。

foo 函数期望一个 int& (int的引用)。
您传递的 1 是一个纯右值，即一个临时的、不可寻址的整数字面量。
C++标准禁止将非const左值引用绑定到右值上【见2>1》】。int& ref = 1; 这样的语句本身就是非法的。
因此，std::thread在尝试构造时，无法将右值 1 绑定到 foo 函数需要的 int& 参数上，编译器会直接报错。

1>解决方式1【推荐】：std::ref：给函数传递引用类型

2>解决方式2：使用 `const` 引用

但是参数用了const后，就不能在线程函数中修改参数的值了。

1》左值无法引用右值，但 `const` 左值引用可以！

2》【额外补充】`T&&：右值引用，`只能绑定到右值

T&& 是 C++11 引入的 右值引用，它是实现 移动语义和 完美转发 的核心机制。

右值：临时对象、字面量、表达式结果等“即将销毁”的值。

《1》右值引用：只能绑定到右值

《2》移动语义【略】：右值引用允许我们“移动”资源，而不是“拷贝”资源

《3》完美转发：能够将函数参数原样地、无损地传递给另一个函数，保持其左值/右值属性、const/volatile 属性等

2、传递指针或引用指向局部变量的问题

1>如果用`t.detach()`

虽然 t.join() 阻塞了主线程，确保了线程 t 一定在 x 被销毁之前完成了对 x 的访问。

【如果用t.detach()就会报错】

为什么仍然被认为是“有问题”或“不推荐”？

尽管有 join() 保证了安全，但这种模式仍然被认为是脆弱的、容易出错的，原因如下：

容易被破坏：只要有人修改代码，比如把 t.join(); 注释掉，或者在 join() 之前不小心让 main 函数提前返回，问题就立刻暴露。
std::thread 的析构要求：如果一个 std::thread 对象在未被 join() 或 detach() 的情况下被销毁（比如离开作用域），程序会调用 std::terminate() 直接终止，这是非常严重的错误。join() 是避免这种情况的必要手段，但依赖它来保证数据生命周期是一种“把安全建立在纪律上”的做法，不够健壮。
代码意图不清晰：传递一个指向栈变量的指针，会让其他阅读代码的人立刻警觉，因为它看起来就很危险。使用值传递或智能指针能让意图更清晰、更安全。