BOOST 線程完全攻略
1 創建線程
首先看看boost::thread的構造函數吧，boost::thread有兩個構造函數：
（1）thread()：構造一個表示當前執行線程的線程對象；
（2）explicit thread(const boost::function0& threadfunc)：
boost::function0可以簡單看爲：一個無返回(返回void)，無參數的函數。這裏的函數也可以是類重載operator()構成的函數；該構造函數傳入的是函數對象而並非是函數指針，這樣一個具有一般函數特性的類也能作爲參數傳入，在下面有例子。
第一種方式：最簡單方法
void hello() { std::cout << "Hello world, I''m a thread!" << std::endl; }
int main(int argc, char* argv[])
{
boost::thread thrd(&hello);
thrd.join();
return 0;
}
第二種方式：複雜類型對象作爲參數來創建線程：
boost::mutex io_mutex; struct count { count(int id) : id(id) { }</span><span style="color: #0000ff;">void</span> <span style="color: #0000ff;">operator</span><span style="color: #000000;">()() { </span><span style="color: #0000ff;">for</span> (<span style="color: #0000ff;">int</span> i = <span style="color: #800080;">0</span>; i < <span style="color: #800080;">10</span>; ++<span style="color: #000000;">i) { boost::mutex::scoped_lock </span><span style="color: #0000ff;">lock</span><span style="color: #000000;">(io_mutex); std::cout </span><< id << <span style="color: #800000;">"</span><span style="color: #800000;">: </span><span style="color: #800000;">"</span> << i <<<span style="color: #000000;"> std::endl; } } </span><span style="color: #0000ff;">int</span><span style="color: #000000;"> id;
};
int main(int argc, char* argv[])
{
boost::thread thrd1(count(1));
boost::thread thrd2(count(2));
thrd1.join();
thrd2.join();
return 0;
}
第三種方式：在類內部創建線程；
class HelloWorld { public: static void hello() { std::cout << "Hello world, I''m a thread!" << std::endl; } static void start() {
boost::thread thrd( hello );
thrd.join();
}
};
int main(int argc, char* argv[])
{
HelloWorld::start();
return 0;
}
在這裏start()和hello()方法都必須是static方法。
（2）如果要求start()和hello()方法不能是靜態方法則採用下面的方法創建線程：
class HelloWorld { public: void hello() { std::cout << "Hello world, I''m a thread!" << std::endl; } void start() { boost::function0< void> f = boost::bind(&HelloWorld::hello,this); boost::thread thrd( f ); thrd.join(); }
};
int main(int argc, char* argv[])
{
HelloWorld hello;
hello.start();
return 0;
}
第四種方法：用類內部函數在類外部創建線程；
class HelloWorld { public: void hello(const std::string& str) { std::cout < } };
int main(int argc, char* argv[])
{
HelloWorld obj;
boost::thread thrd( boost::bind(&HelloWorld::hello,&obj,“Hello
world, I’'m a thread!” ) ) ;
thrd.join();
return 0;
}
如果線程需要綁定的函數有參數則需要使用boost::bind。比如想使用 boost::thread創建一個線程來執行函數：void f(int i)，如果這樣寫：boost::thread thrd(f)是不對的，因爲thread構造函數聲明接受的是一個沒有參數且返回類型爲void的型別，而且不提供參數i的值f也無法運行，這時就可以寫：boost::thread thrd(boost::bind(f,1))。涉及到有參函數的綁定問題基本上都是boost::thread、boost::function、boost::bind結合起來使用。
2 互斥體
任何寫過多線程程序的人都知道避免不同線程同時訪問共享區域的重要性。如果一個線程要改變共享區域中某個數據，而與此同時另一線程正在讀這個數據，那麼結果將是未定義的。爲了避免這種情況的發生就要使用一些特殊的原始類型和操作。其中最基本的就是互斥體（mutex，mutual exclusion的縮寫）。一個互斥體一次只允許一個線程訪問共享區。當一個線程想要訪問共享區時，首先要做的就是鎖住（lock）互斥體。如果其他的線程已經鎖住了互斥體，那麼就必須先等那個線程將互斥體解鎖，這樣就保證了同一時刻只有一個線程能訪問共享區域。
互斥體的概念有不少變種。Boost線程庫支持兩大類互斥體，包括簡單互斥體（simple mutex)和遞歸互斥體（recursive mutex)。如果同一個線程對互斥體上了兩次鎖，就會發生死鎖（deadlock），也就是說所有的等待解鎖的線程將一直等下去。有了遞歸互斥體，單個線程就可以對互斥體多次上鎖，當然也必須解鎖同樣次數來保證其他線程可以對這個互斥體上鎖。
在這兩大類互斥體中，對於線程如何上鎖還有多個變種。一個線程可以有三種方法來對一個互斥體加鎖：
- 一直等到沒有其他線程對互斥體加鎖。
- 如果有其他互斥體已經對互斥體加鎖就立即返回。
- 一直等到沒有其他線程互斥體加鎖，直到超時。
似乎最佳的互斥體類型是遞歸互斥體，它可以使用所有三種上鎖形式。然而每一個變種都是有代價的。所以Boost線程庫允許你根據不同的需要使用最有效率的互斥體類型。Boost線程庫提供了6中互斥體類型，下面是按照效率進行排序：
boost::mutex,
boost::try_mutex,
boost::timed_mutex,
boost::recursive_mutex,
boost::recursive_try_mutex,
boost::recursive_timed_mutex
如果互斥體上鎖之後沒有解鎖就會發生死鎖。這是一個很普遍的錯誤，Boost線程庫就是要將其變成不可能（至少時很困難）。直接對互斥體上鎖和解鎖對於Boost線程庫的用戶來說是不可能的。mutex類通過teypdef定義在RAII中實現的類型來實現互斥體的上鎖和解鎖。這也就是大家知道的Scope Lock模式。爲了構造這些類型，要傳入一個互斥體的引用。構造函數對互斥體加鎖，析構函數對互斥體解鎖。C++保證了析構函數一定會被調用，所以即使是有異常拋出，互斥體也總是會被正確的解鎖。
3 、條件變量
有的時候僅僅依靠鎖住共享資源來使用它是不夠的。有時候共享資源只有某些狀態的時候才能夠使用。比方說，某個線程如果要從堆棧中讀取數據，那麼如果棧中沒有數據就必須等待數據被壓棧。這種情況下的同步使用互斥體是不夠的。另一種同步的方式－－條件變量，就可以使用在這種情況下。
條件變量的使用總是和互斥體及共享資源聯繫在一起的。線程首先鎖住互斥體，然後檢驗共享資源的狀態是否處於可使用的狀態。如果不是，那麼線程就要等待條件變量。要指向這樣的操作就必須在等待的時候將互斥體解鎖，以便其他線程可以訪問共享資源並改變其狀態。它還得保證從等到得線程返回時互斥體是被上鎖得。當另一個線程改變了共享資源的狀態時，它就要通知正在等待條件變量得線程，並將之返回等待的線程。
List4是一個使用了boost::condition的簡單例子。有一個實現了有界緩存區的類和一個固定大小的先進先出的容器。由於使用了互斥體boost::mutex，這個緩存區是線程安全的。put和get使用條件變量來保證線程等待完成操作所必須的狀態。有兩個線程被創建，一個在buffer中放入100個整數，另一個將它們從buffer中取出。這個有界的緩存一次只能存放10個整數，所以這兩個線程必須週期性的等待另一個線程。爲了驗證這一點，put和get在std::cout中輸出診斷語句。最後，當兩個線程結束後，main函數也就執行完畢了。
4、線程局部存儲
大多數函數都不是可重入的。這也就是說在某一個線程已經調用了一個函數時，如果你再調用同一個函數，那麼這樣是不安全的。一個不可重入的函數通過連續的調用來保存靜態變量或者是返回一個指向靜態數據的指針。 舉例來說，std::strtok就是不可重入的，因爲它使用靜態變量來保存要被分割成符號的字符串。
有兩種方法可以讓不可重用的函數變成可重用的函數。第一種方法就是改變接口，用指針或引用代替原先使用靜態數據的地方。比方說，POSIX定義了strok_r，std::strtok中的一個可重入的變量，它用一個額外的char**參數來代替靜態數據。這種方法很簡單，而且提供了可能的最佳效果。但是這樣必須改變公共接口，也就意味着必須改代碼。另一種方法不用改變公有接口，而是用本地存儲線程（thread local storage）來代替靜態數據（有時也被成爲特殊線程存儲，thread-specific storage）。
Boost線程庫提供了智能指針boost::thread_specific_ptr來訪問本地存儲線程。每一個線程第一次使用這個智能指針的實例時，它的初值是NULL，所以必須要先檢查這個它的只是否爲空，並且爲它賦值。Boost線程庫保證本地存儲線程中保存的數據會在線程結束後被清除。
List5是一個使用boost::thread_specific_ptr的簡單例子。其中創建了兩個線程來初始化本地存儲線程，並有10次循環，每一次都會增加智能指針指向的值，並將其輸出到std::cout上（由於std::cout是一個共享資源，所以通過互斥體進行同步）。main線程等待這兩個線程結束後就退出。從這個例子輸出可以明白的看出每個線程都處理屬於自己的數據實例，儘管它們都是使用同一個boost::thread_specific_ptr。
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