读完这篇，你将掌握：

1. 线程 vs 进程（厕所 vs 公司）
2. 为什么 counter++ 会“丢数”？
3. join vs detach 哪个该用？
4. 一行 lock_guard 解决数据竞争
5. std::async 快速实现“线程池”效果

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 1. 线程到底是个啥？（1 分钟类比）

概念	类比
进程（Process）	一家公司
线程（Thread）	公司里的员工

所有员工共享公司资源（内存、文件、网络），但可以 同时干不同活。

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 2. 现实中哪里需要多线程？（你正在用）

场景	主线程	子线程
视频播放器	显示 UI	① 解码视频 ② 下载弹幕 ③ 监听键盘
游戏引擎	渲染画面	① 物理碰撞 ② 播放音效
服务器	接受连接	每个客户端一个线程
数据分析	显示进度条	并行计算

核心好处：

• 提速（CPU 多核并行）
• 不卡顿（UI 线程不被阻塞）

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 3. C++ 如何创建线程？（3 行代码起步）

cpp

#include <iostream>
#include <thread>
using namespace std;

void work() {
    cout << "子线程：正在搬砖...\n";
}

int main() {
    thread t(work);           // ① 创建线程
    cout << "主线程：我先喝口茶...\n";
    t.join();                 // ② 等待子线程结束
    cout << "主线程：干完了！\n";
}

输出（顺序不定）：

text

主线程：我先喝口茶...
子线程：正在搬砖...
主线程：干完了！

t.join() = 主线程排队等子线程 不加 join()？主线程直接退出 → 程序崩溃！

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4. 多个线程并行运行（顺序随机！）

cpp

void task(int id) {
    cout << "线程 " << id << " 上线啦！\n";
}

int main() {
    thread t1(task, 1), t2(task, 2), t3(task, 3);
    t1.join(); t2.join(); t3.join();
}

输出示例（每次不同）：

text

线程 2 上线啦！
线程 1 上线啦！
线程 3 上线啦！

并行 ≠ 顺序，这就是多线程的魅力（也是坑）

 5. 致命陷阱：共享变量导致“数据竞争”

cpp

int counter = 0;

void add() {
    for (int i = 0; i < 100000; ++i)
        counter++;  // 危险！不是原子操作
}

cpp

thread t1(add), t2(add);
t1.join(); t2.join();
cout << counter << endl;  // 期望 200000，实际常 < 200000 ❌

counter++ 实际是 读 → 加1 → 写，两线程交叉 → 覆盖丢失

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6. 一行代码解决：std::lock_guard（推荐！）

cpp

#include <mutex>
mutex mtx;  // 全局一把锁

void add_safe() {
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
        lock_guard<mutex> lock(mtx);  // 自动 lock + unlock
        counter++;
    } // ← 作用域结束，自动解锁（异常也安全）
}

结果：counter 永远是 200000 ✅

需要详细了解互斥锁的可以->互斥锁

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7. 线程常用操作速查表

操作	含义	推荐场景
t.join()	等待线程结束	必须等结果时
t.detach()	后台独立运行	日志、监控等 “火了就跑”
this_thread::sleep_for()	线程睡觉	模拟耗时 / 限流
this_thread::get_id()	获取线程 ID	调试 / 日志

cpp

this_thread::sleep_for(chrono::seconds(2)); // 睡 2 秒
cout << "我的 ID 是: " << this_thread::get_id() << endl;

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8. join vs detach：

方法	效果	风险
join()	主线程阻塞等待	安全，但可能卡住
detach()	子线程后台运行	不能再操作 t，否则 undefined behavior

cpp

thread t(task);
t.detach();  // 放飞它，主线程不等
// t.join(); // 报错！已 detach

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 9. 线程池雏形：std::async（超简单）

频繁创建线程 = 开销大 → 用 线程池

cpp

#include <future>
#include <iostream>
using namespace std;

int compute(int x) {
    this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
    return x * 2;
}

int main() {
    auto f1 = async(launch::async, compute, 10);  // 异步执行
    auto f2 = async(launch::async, compute, 20);

    cout << "结果: " << f1.get() + f2.get() << endl;  // 60
}

std::async 自动复用线程，适合 临时并行任务

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10. 多线程速查表

概念	说明	必备工具
线程	程序执行最小单位	<thread>
多线程	同时跑多个任务	thread t(func)
数据竞争	共享变量未加锁	counter++
互斥锁	保护共享资源	mutex + lock_guard
join	等待线程结束	t.join()
detach	后台运行	t.detach()
async	异步 + 自动线程池	std::async

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行动清单（3 步开启多线程）

1. 找到并行任务（如下载 + UI）
2. 用 thread t(func) 创建线程
3. 共享变量？必须加 lock_guard<mutex>

互斥锁

lock_guard<mutex> lock(mtx);  // 一行搞定安全

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 生活类比：公司 vs 员工

公司（进程）：有办公室、电脑、打印机 员工（线程）：

• 共享打印机（内存）
• 同时开会、写代码、接电话
• 但打印时要排队 → 加锁！