Boost::thread库的使用

Boost::thread库的使用

2009/11/26
Kagula

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

线程可以从以下三种方式启动：
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(int i)
{
cout<<”i=”<<i<<endl;
}
};

这里略去若干行代码

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

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>
using namespace 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>
using namespace 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>

using namespace 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>

using namespace 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