C++多线程以及互斥锁的简单使用

标签: C++

一、多线程的使用方法


#include <thread>
#include<iostream>
#include<vector>

void printNum( std::vector<int>& vec ){
    int key = 0;
    while (key++<2)
    {
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
        for (auto num : vec){
        std::cout<<"数字为"<< num <<std::endl;
        }  
      }
}

void test(){
    for (int i=0; i<10; i++)
    {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));
    std::cout<<"我是最後一個線程"<<std::endl;
    }
}



int main(){

    std::vector<int> intVec;
    for (int i = 0; i<10; i++){
        intVec.push_back(i);
    }

    // 线程t1
    std::thread t1(
        // lambda表达式
        [&intVec](){ printNum(intVec) ; }
    );

    // 线程t3
    std::thread t3(test);

    // 程序需要等待线程结束
    t1.join();
    t3.join();

}

上述代码构造了两个线程,分别为t1和t3,t1构造的时候传入了lambda表达式,对容器进行循环打印。t3构造的时候循环打印汉字。两个线程独立运行,因此在输出会显示:
在这里插入图片描述

二、互斥体mutex

有时候我们将使用两个线程去操作同一块内存,比如在ROS中,我们使用对于不同话题的回调函数操作同一个数据对象(比如点云对象),就容易产生错误。这时候,我们需要使用互斥体mutex实现当一个函数生效的时候(比如操作内存的时候),另一个函数被堵塞。

由于mutex.lock()unlock()较为繁琐,因此这里使用std::lock_guard<std::mutex>为作用域自动上锁与解锁

# include <future>
# include <thread>
# include <chrono>
# include <random>
# include <exception>
# include <iostream>
# include <mutex>

std::mutex valMutex;

void printNum( std::vector<int>& vec ){
    std::lock_guard<std::mutex> lg(valMutex);
    int key = 0;
    while (key++<2)
    {
        // 不停的循環打印
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
        for (auto num : vec){
        std::cout<<"數字爲:"<< num <<std::endl;
        }  
      }
}

void pushNum(std::vector<int> &Vec)
{
    std::lock_guard<std::mutex> lg(valMutex);
    int key = 0;
    while(key++<2){
        Vec.push_back(666);
    }
}

void test(){
    for (int i=0; i<10; i++)
    {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));
    std::cout<<"我是最後一個線程"<<std::endl;
    }
}


int  main(){

    std::vector<int> intVec;
    for (int i = 0; i<10; i++){
        intVec.push_back(i);
    }
    std::thread t1(
        // 給一個lambda表達式
        [&intVec](){ printNum(intVec); }
        //  直接是無法傳入printNum(intVec)的,必須用lambda表達式傳入
    );

    std::thread t2(
        [&intVec](){ pushNum(intVec); }
    );

    std::thread t3(test);

    // t2進入後臺
    // t2.detach();
    t1.join();
    t2.join();
    t3.join();
    for (auto num:intVec){
        std::cout<<num<<std::endl;
    }
}

std::lock_guard<std::mutex> lg(valMutex); 使得**作用范围内(比如函数内)**产生互斥效果。当printNum循环打印的时候,t2线程所调用的函数pushNum被堵塞,从而使得printNum能独立的完成所有的工作。

输出效果为:
在这里插入图片描述由于t3线程同时进行,所以与t1的输出会混合在一起,没有关系。注意的是这里的t2在t1打印的时候,没有将666 push到容器中,这就是互斥锁的作用。

如果没有加入std::lock_guard<std::mutex> lg(valMutex);,则会输出:
在这里插入图片描述
会发现打印的时候666已经被推进去了。

这就是没有互斥的结果。

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