没有参数的 std::thread 构造函数答案

【问题标题】：std::thread constructor with no parameter没有参数的 std::thread 构造函数
【发布时间】：2016-01-27 12:42:49
【问题描述】：

根据cppreference.com， std::thread没有参数的构造函数表示：

创建不代表线程的新线程对象。

我的问题是：

为什么我们需要这个构造函数？如果我们使用这个构造函数创建一个thread，我们以后如何“分配”一个线程函数？
为什么我们没有一个“run(function_address)”方法，这样当不带参数构造时，我们可以为 thread 指定一个函数来“运行”。
或者，我们可以构造一个带有可调用参数（函数、函子等）的thread，但稍后调用“run()”方法来实际执行线程。为什么std::thread不是这样设计的？

【问题讨论】：

线程是可移动的，因此可以交换。

标签： c++ multithreading c++11 stdthread

【解决方案1】：

您的问题表明可能存在一些混淆，将 执行线程 的概念与 std::thread 类型清楚地分开，并将两者与“线程函数”。

执行线程表示通过您的程序的控制流，可能对应于内核管理的操作系统线程。
std::thread 类型的对象可以与一个执行线程相关联，或者它可以是“空的”并且不引用任何执行线程。
标准 C++ 中没有“线程函数”这样的概念。通过将任何函数传递给std::thread 对象的构造函数，任何函数都可以在新的执行线程中运行。

为什么我们需要这个构造函数？

构造不涉及执行线程的空状态。您可能希望拥有一个类的成员变量 std::thread，但不希望立即将其与执行线程相关联。。所以你默认构造它，然后启动一个新的执行线程，并将它与std::thread 成员变量相关联。或者你可能想这样做：

std::thread t;
if (some_condition) {
  t = std::thread{ func1, arg1 };
}
else {
  auto result = some_calculation();
  t = std::thread{ func2, arg2, result };
}

默认构造函数允许创建对象t，而无需启动新的执行线程直到需要。

如果我们使用这个构造函数创建一个线程，我们以后如何“分配”一个线程函数呢？

您使用“分配”来“分配”:-)

但是您没有为其分配“线程函数”，这不是std::thread 的用途。你为它分配另一个std::thread：

std::thread t;
std::thread t2{ func, args };
t = std::move(t2);

考虑创建一个新的执行线程，而不是“分配一个线程函数”给某物。您不只是分配一个函数，这就是 std::function 的用途。您正在请求运行时创建一个新的执行线程，该线程将由std::thread 对象管理。

为什么我们没有一个“run(function_address)”方法，这样当不带参数构造时，我们可以指定一个函数来为那个线程“运行”。

因为你不需要它。您可以通过构造带有参数的std::thread 对象来启动新的执行线程。如果您希望该执行线程与现有对象相关联，则可以通过移动分配或交换来实现。

或者，我们可以构造一个带有可调用参数（函数、函子等）的线程，但稍后调用“run()”方法来实际执行该线程。为什么 std::thread 不是这样设计的？

为什么要这样设计？

std::thread 类型用于管理一个执行线程，该线程不持有供以后使用的可调用对象。如果您想创建一个可调用对象，以后可以在新的执行线程上运行，在 C++ 中有很多方法可以做到这一点（使用 lambda 表达式，或std::bind，或@987654336 @，或std::packaged_task，或自定义函子类型）。 std::thread 的工作是管理一个执行线程，在你想调用它之前不要持有一个可调用对象。

【讨论】：

【解决方案2】：

提供了默认构造函数，以便可以创建“空”thread 对象。在构造所述对象时，并非所有thread 对象都将与执行线程相关联。考虑thread 是某个类型的成员并且该类型具有默认构造函数的情况。考虑另一种情况，thread 类型没有“挂起”线程的概念，即它不能在挂起状态下创建。

thread 类型没有某种“运行”方法，因为最初的设计决策 (IIRC) 之一是在 thread 对象和执行线程之间建立“强”关联.允许threads 被“移动”使这个意图更清晰（在我看来）。因此，将thread 对象的实例移动到“空”对象比尝试“运行”thread 更清晰。

可以想象，您可以创建一个提供“运行”方法的某种包装类，但我认为这可能是一个更窄的用例，并且可以通过@987654330 的 API 解决 @类。

【讨论】：

谢谢@Niall，但为什么最初的设计偏爱“强”关联？它有什么好处？
当时的很多讨论都是围绕在对象超出范围后如何处理“未连接”线程？鉴于对做什么没有真正的共识，因此调用std::terminate 的结果是因为它提供了“最安全”的结果。 IE。如果程序员打算将其从正在运行的线程中分离出来，那么他们需要对此进行明确说明，并且析构函数中的“连接”可能会导致意外死锁。

【解决方案3】：

默认构造函数使您可以创建线程数组：

thread my_threads[4];

for (int i=0; i<4; i++)
{
   thread temp(func,...);
   my_threads[i]=move(temp);
}

使用默认构造函数创建的线程“成为”具有移动构造函数的“真实”线程。

如果您需要/喜欢，您可以将线程与标准容器一起使用。

【讨论】：

【解决方案4】：

编辑：也许让我们先评论最后一部分：

3.2 为什么std::thread不是这样设计的？

我不知道究竟是为什么（肯定有优点和缺点 - 请参阅 Jonathan Wakely 的回答以获取有关其背后理性的更多详细信息），但似乎 c++11 std::thread 的建模更接近 pthreads比例如QT 或 Java 的 QThread/Thread 类，这可能是您困惑的根源。

关于你的其他问题：

1.1 为什么我们需要这个构造函数？

您可能想创建一个std::thread 变量，但不要直接启动线程（例如，类成员变量或静态数组的元素，如alangab 所示）。它与无需文件名即可创建的std::fstream 没有太大区别。

1.2 如果我们使用这个构造函数创建一个线程，我们以后如何“分配”一个线程函数？

例如：

std::thread myThread;

// some other code

myThread = std::thread(foo());

为什么我们没有一个“run(function_address)”方法，这样当不带参数构造时，我们可以指定一个函数来为那个线程“运行”。

我不知道为什么要这样设计，但我看不出run 方法与上述语法相比有什么好处。

3.1 或者，我们可以构造一个带有可调用参数（函数、函子等）的线程，但稍后调用“run()”方法来实际执行线程。

您可以通过创建 lambda 或 std::function 对象来模拟这一点，并在您想要运行该函数时创建线程。

auto myLambda = [=]{foo(param1, param2);};
// some other code
std::thread myThread(myLambda);

如果您想使用您描述的语法，我建议您编写自己的 Thread 包装类（应该只需要几十行代码），它（可选）还可以确保线程是分离的或在破坏包装器时加入，在我看来，这是 std::thread 的主要问题。

【讨论】：