boost::thread简要分析（1）：thread

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昨天在写作“大卫的Design Patterns学习笔记”过程中，编写了一个多线程Producer- Consumer的示例，其中用到了boost:: thread，但在线程同步的问题上遇到了些问题，到csdn和vckbase上发帖子问了一下，也没人回答，没有办法，只好晚上回家搬出源码研究了一下，总算解决了问题，下面将自己的理解写下来，与大家分享、讨论。
注：以下讨论基于boost1.32.0 。

boost:: thread库跟boost:: function等很多其它boost组成库不同，它只是一个跨平台封装库（简单的说，就是根据不同的宏调用不同的API），里面没有太多的GP编程技巧，因此，研究起来比较简单。

boost:: thread库主要由以下部分组成：
thread
mutex
scoped_lock
condition
xtime
barrier
下面依次解析如下：

thread
thread自然是boost:: thread 库的主角，但thread类的实现总体上是比较简单的，前面已经说过，thread只是一个跨平台的线程封装库，其中按照所使用的编译选项的不同，分别决定使用Windows线程API还是pthread，或者Macintosh Carbon平台的thread实现。以下只讨论Windows，即使用 BOOST_HAS_WINTHREADS的情况。
thread类提供了两种构造函数：
thread:: thread()
thread:: thread( const  function0< void >&  threadfunc)
第一种构造函数用于调用GetCurrentThread构造一个当前线程的thread对象，第二种则通过传入一个函数或者一个functor来创建一个新的线程。第二种情况下，thread类在其构造函数中间接调用CreateThread来创建线程，并将线程句柄保存到成员变量m_thread中，并执行传入的函数，或执行functor的operator  () 方法来启动工作线程。
此外，thread类有一个Windows下的程序员可能不大熟悉的成员函数join，线程（通常是主线程）可以通过调用join函数来等待另一线程（通常是工作线程）退出，join的实现也十分简单，是调用WaitForSingleObject来实现的：
WaitForSingleObject( reinterpret_cast < HANDLE>( m_thread),  INFINITE);
我们可以用以下三种方式启动一个新线程：
1 、传递一个工作函数来构造一个工作线程
#include
#include
#include

boost:: mutex io_mutex;

void  count()     // worker function
{
    for  ( int  i =  0 ;  i <  10 ; ++ i)
    {
        boost:: mutex:: scoped_lock lock( io_mutex);
        std:: cout <<  i <<  std:: endl;
    }
}

int  main ( int  argc,  char *  argv[])
{
    boost:: thread thrd1(& count);
    boost:: thread thrd2(& count);
    thrd1. join();
    thrd2. join();

    return  0 ;
}
2 、传递一个functor对象来构造一个工作线程
#include
#include
#include

boost:: mutex io_mutex;

struct  count
{
    count( int  id) :  id( id) { }

    void  operator ()()
    {
        for  ( int  i =  0 ;  i <  10 ; ++ i)
        {
            boost:: mutex:: scoped_lock lock( io_mutex);         // lock io, will be explained soon.
            std:: cout <<  id <<  ": "  <<  i <<  std:: endl;
        }
    }

    int  id;
};

int  main ( int  argc,  char *  argv[])
{
    boost:: thread thrd1( count( 1 ));
    boost:: thread thrd2( count( 2 ));
    thrd1. join();
    thrd2. join();
    return  0 ;
}
3 、无需将类设计成一个functor，借助bind来构造functor对象以创建工作线程
#include
#include
#include
#include

boost:: mutex io_mutex;

struct  count
{
    static  int  num;
    int  id;

    count() :  id( num++) {}

    int  do_count( int  n)
    {
        for  ( int  i =  0 ;  i <  n; ++ i)
        {
            boost:: mutex:: scoped_lock lock( io_mutex);
            std:: cout <<  id <<  ": "  <<  i <<  std:: endl;
        }
        return  id;
    }
};

int  count:: num =  1 ;

int  main ( int  argc,  char *  argv[])
{
    count c1;
    boost:: thread thrd1( boost:: bind(& count:: do_count, & c1,  10 ));
    thrd1. join();
    return  0 ;
}
其中bind是一个函数模板，它可以根据后面的实例化参数构造出一个functor来，上面的boost:: bind(& count:: do_count, & c1,  10 ) 其实等价于返回了一个functor：
struct  countFunctor
{
    int  operator () ()
    {
        (& c1)-> do_count( 10 );     // just a hint, not actual code
    }
};
因此，以后就跟2 中是一样的了。

原文：http://blog.vckbase.com/billdavid/archive/2005/05/19/5566.html