17.4创建多个线程、数据共享问题分析与案例代码

一、创建和等待多个线程

//线程入口函数
void myprint(int inum)
{
	cout << "myprint线程开始执行了，线程编号id=" << inum << endl;
	printf("myprint线程开始执行了，线程编号id=%d \n", inum);
	//...干各种事情
	cout << "myprint线程结束执行了，线程编号id=" << inum << endl;
	printf("myprint线程结束执行了，线程编号id=%d \n", inum);
	return;
}

int main()
{
	vector<thread> mythreads;
	//创建10个线程，线程入口函数统一使用myprint
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
	{
		mythreads.push_back(thread(myprint, i));  //创建10个线程，同时这10个线程已经开始执行
	}
	for (auto iter = mythreads.begin(); iter != mythreads.end(); iter++)
	{
		iter->join();  //等待10个线程都返回
	}
	cout << "main主函数执行结束" << endl;  //最后执行这句，整个进程退出
	return 0;
}

创建10个线程，线程入口函数统一使用myprint
<1>多个线程执行顺序是乱的，跟操作系统内部对线程的运行调度机制有关；
<2>主线程等待所有的子线程运行结束，最后主线程结束；老师推荐 join 的写法，更容易写成稳定的程序；
<3>我们把 thread 对象放入到容器里管理，看起来像个 thread 数组，这对我们一次创建大量的线程并对大量线程管理很方便。

二、数据共享问题分析

vector<int> g_v = { 1,2,3 };  //共享数据，只读

//线程入口函数
void myprint(int inum)
{
	cout << "id = " << this_thread::get_id() << "gv的值 = " << g_v[0] << g_v[1] << g_v[2] << endl;
	return;
}

int main()
{
	vector<thread> mythreads;
	//创建10个线程，线程入口函数统一使用myprint
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
	{
		mythreads.push_back(thread(myprint, i));  //创建10个线程，同时这10个线程已经开始执行
	}
	for (auto iter = mythreads.begin(); iter != mythreads.end(); iter++)
	{
		iter->join();  //等待10个线程都返回
	}
	cout << "main主函数执行结束" << endl;  //最后执行这句，整个进程退出
	return 0;
}

<1>只读数据：是安全稳定的，不需要什么特别的处理，直接读就可以；

<2>有读有写：2个线程写，8个线程读，如果代码没有特别的处理，那程序肯定崩溃；
最简单的不崩溃处理，读的时候不能写，写的时候不能读。2个线程不能同时写，8个线程不能同时读；
写的动作分10小步；由于任务切换，导致各种诡异事情发生(最可能的诡异事情还是崩溃)；

<3>其他案例
数据共享 订票问题

三：共享数据的保护实战范例

网络游戏服务器，两个自己创建的线程，一个线程收集玩家命令(用一个数字代表玩家发来的命令)，并把命令数据写到一个队列中。
另外一个线程从队列中取出玩家发送来的命令，解析，然后执行玩家需要的动作；

vector 和 list
list：频繁的按顺序插入和删除数据时效率高。
vector：容器随机的插入和删除数据效率高。

准备用成员函数作为线程函数的方法来写线程

class MA
{
public:
	//把收到的消息(玩家命令)放入到一个队列的线程
	void inMsgRecvQueue()
	{
		for (int i = 0; i < 100000; ++i)
		{
			cout << "inMsgRecvQueue()执行，插入一个元素： " << i << endl;
			msgRecvQueue.push_back(i);  //假设这个数字i就是我收到的命令，直接弄到消息队列中
		}
	}

	//把数据从消息队列中取出的线程
	void outMsgRecvQueue()
	{
		for (int i = 0; i < 100000; ++i)
		{
			if (!msgRecvQueue.empty())
			{
				//消息不为空
				int command = msgRecvQueue.front();  //返回第一个元素，但不检查元素是否存在；
				msgRecvQueue.pop_front();  //移除第一个元素，但不返回
				//这里就考虑处理数据...
				//...
			}
			else
			{
				//消息队列为空
				cout << "outMsgRecvQueue()执行，但目前消息队列中为空 " << i << endl;
			}
		}
		cout << "end" << endl;
	}
private:
	list<int> msgRecvQueue;  //容器(消息队列)，专门用于代表玩家发送的命令
};

int main()
{
	MA myobj;
	std::thread myOutMsgObj(&MA::outMsgRecvQueue, &myobj);  //第二个参数是引用,才能保证线程里用的是同一个对象
	std::thread myInMsgObj(&MA::inMsgRecvQueue, &myobj);
	myOutMsgObj.join();
	myInMsgObj.join();
	cout << "main主函数执行结束" << endl;  //最后执行这句，整个进程退出
	return 0;
}

代码化解决问题：引入一个 c++ 解决多线程保护共享数据问题的第一个概念"互斥量"，往脑袋里记这个词。