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从第一性原理出发：为什么需要线程？
想象一下：
你有一个程序，它要做很多事，比如：
下载文件
处理图片
打印日志
响应用户输入如果这些任务按顺序来（单线程），那用户体验就会很差：比如下载还没完，界面就卡住了。
第一性问题来了：
能不能让程序同时做多件事，而不是排队一个个来？
能！用线程！
✅ 本质定义：
线程（Thread）是程序内部能并发执行的最小单位。
线程 = 程序里可以独立并发执行的一段任务。
一个程序至少有一个线程（主线程），你可以再创建多个线程来同时执行不同的代码块。
📌 使用基本语法：
#include <thread>
std::thread 类就是 C++ 提供的“创建和管理线程”的工具。
#include <iostream>
#include <thread>
void work() {
std::cout << "工作线程正在运行\n";
}
int main() {
std::thread t(work); // 创建一个线程执行 work()
t.join(); // 等待这个线程执行完
std::cout << "主线程结束\n";
}
解释：
std::thread t(work);：创建了一个“工人线程”，去执行函数workt.join();：告诉主线程“等工人做完再走”最后主线程输出“主线程结束”
创建线程的三种方式：
| 方法 | 示例 |
|---|---|
| 传函数名（函数指针） | std::thread t(func); |
| 传 lambda 表达式 | std::thread t([](){ ... }); |
| 传函数对象（仿函数） | std::thread t(Functor()); |
线程的控制操作（join 和 detach）
std::thread t(func);
你创建了一个新线程，但它和主线程是“并行运行的”。
接下来你必须做一件事（二选一）：
| 操作 | 说明 |
|---|---|
t.join() |
等待这个线程运行结束，和主线程“合并” |
t.detach() |
把线程“放飞”，让它自己跑，主线程不再管它（后台线程） |
C++ 标准要求：每个 std::thread 对象 在销毁前必须被 join 或 detach！
注意：主线程可能在子线程还没结束时就退出了，这种线程叫做 后台线程。
线程之间的“并发”与“并行”的区别
| 概念 | 含义 |
|---|---|
| 并发（concurrent） | 逻辑上“同时”运行，实际上轮流交替执行（单核CPU） |
| 并行（parallel） | 真正的同时执行（多核CPU，每个线程跑在不同核上） |
线程安全与数据竞争（Race Condition）
多个线程访问同一块数据会出问题！
int counter = 0;
void add() {
for (int i = 0; i < 100000; ++i)
++counter;
}
int main() {
std::thread t1(add);
std::thread t2(add);
t1.join();
t2.join();
std::cout << counter << std::endl; // ❓ 输出不是 200000？！
}
为什么？
因为两个线程在同时修改同一个变量
出现了所谓的 数据竞争（Race Condition）
如何让线程“安全地”访问数据？
使用互斥锁（std::mutex）
#include <mutex>
std::mutex mtx;
void add() {
for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 自动加锁/解锁
++counter;
}
}
使用 lock_guard 是现代 C++ 推荐的做法，RAII 自动释放锁。
完整示例：使用线程加速加法
#include <iostream>
#include <thread>
void printRange(int start, int end) {
for (int i = start; i <= end; ++i)
std::cout << i << " ";
}
int main() {
std::thread t1(printRange, 1, 50);
std::thread t2(printRange, 51, 100);
t1.join();
t2.join();
std::cout << "\nDone\n";
}
输出可能是：
1 2 3 51 52 53 ... 50 100
顺序是“乱的”！因为是并发执行的结果。