线程的基本操作(三)

转移所有权

假设通过新线程返回的所有权去调用一个需要后台启动线程的函数，并需要在函数中转移线程的所有权。这些操作都要等待线程结束才能进行，并且需要线程的所有权能够进行转移。

这就是将移动操作引入std::thread的原因，C++标准库中有很多资源占有(resource-owning)类型，比如std::ifstream，std::unique_ptr还有std::thread都是可移动，但不可复制。这说明执行线程的所有权可以在std::thread实例中移动，下面将展示一个例子。例子中，创建了两个执行线程，并在std::thread实例之间t1，t2和t3t1，t2和t3转移所有权：

void some_function();
void some_other_function();
std::thread t1(some_function);            // 1
std::thread t2 = std::move(t1);            // 2
t1 = std::thread(some_other_function);    // 3
std::thread t3;                            // 4
t3 = std::move(t2);                        // 5
t1 = std::move(t3);                        // 6 赋值操作将使程序崩溃

首先，新线程与t1相关联①。当显式使用std::move()创建t2后②，t1的所有权就转移给了t2。之后，t1和执行线程已经没有关联了，执行some_function的函数线程与t2关联。

然后，临时std::thread对象相关的线程启动了③。为什么不显式调用std::move()转移所有权呢？因为，所有者是一个临时对象——移动操作将会隐式的调用。

t3使用默认构造方式创建④，没有与任何线程进行关联。调用std::move()将t2关联线程的所有权转移到t3中⑤。因为t2是一个命名对象，需要显式的调用std::move()。移动操作⑤完成后，t1与执行some_other_function的线程相关联，t2与任何线程都无关联，t3与执行some_function的线程相关联。

最后一个移动操作，将some_function线程的所有权转移⑥给t1。不过，t1已经有了一个关联的线程执行some_other_function的线程，所以这里系统直接调用std::terminate()终止程序继续运行。这样做(不抛出异常，std::terminate()是noexcept函数)是为了保证与std::thread的析构函数的行为一致。需要在线程对象析构前，显式的等待线程完成，或者分离它，进行赋值时也需要满足这些条件（说明：不能通过赋新值给std::thread对象的方式来"丢弃"一个线程）

std::thread支持移动，线程的所有权可以在函数外进行转移，就如下面程序一样。

函数返回std::thread对象

std::thread f()
{
  void some_function();
  return std::thread(some_function);
}
 
std::thread g()
{
  void some_other_function(int);
  std::thread t(some_other_function,42);
  return t;
}

当所有权可以在函数内部传递，就允许std::thread实例作为参数进行传递，代码如下：

void f(std::thread t);
void g()
{
  void some_function();
  f(std::thread(some_function));
  std::thread t(some_function);
  f(std::move(t));
}

std::thread支持移动可以创建thread_guard类的实例，并且拥有线程所有权。当引用thread_guard对象所持有的线程时，移动操作就可以避免很多不必要的麻烦。当某个对象转移了线程的所有权，就不能对线程进行汇入或分离。为了确保线程在程序退出前完成，定义了scoped_thread类。现在，我们来看一下这个类型：

class scoped_thread
{
    std::thread t;
public:
    explicit scoped_thread(std::thread t_) // 1
        :t(std::move(t_))
    {
        if (!t.joinable()) // 2
            throw std::logic_error("No thread");
    }
    ~scoped_thread()
    {
        t.join();  // 3
    }
 
    scoped_thread(scoped_thread const&) = delete;
    scoped_thread& operator=(scoped_thread const&) = delete;
};
 
struct func;
 
void f()
{
  int some_local_state;
  scoped_thread t(std::thread{ func(some_local_state )});    // 4
  do_something_in_current_thread();
} // 5

该代码中，新线程会直接传递到scoped_thread中④，而非创建一个独立变量。当主线程到达f()末尾时⑤，scoped_thread对象就会销毁，然后在析构函数中完成汇入③。thread_guard类，需要在析构中检查线程是否“可汇入”。这里把检查放在了构造函数中②，并且当线程不可汇入时抛出异常。

C++17标准给出一个建议，就是添加一个joining_thread的类型，这个类型与std::thread类似，不同是的添加了析构函数，就类似于scoped_thread。委员会成员们对此并没有达成统一共识，所以这个类没有添加入C++17标准中(C++20仍旧对这种方式进行探讨，不过名称为std::jthread)，这个类实现起来也不是很困难。

class joining_thread
{
    std::thread t;
public:
    joining_thread() noexcept = default;
    template<typename Callable, typename ...Args>
    explicit joining_thread(Callable&& func, Args&& ...args):
        t(std::forward(func), std::forward(args)...)
    {}
 
    explicit joining_thread(std::thread t_) noexcept
        :t(std::move(t_))
    {}
 
    joining_thread(joining_thread&& other) noexcept
        :t(std::move(other.t))
    {}
 
    joining_thread& operator=(joining_thread&& other) noexcept
    {
        if (joinable())
            join();
        t = std::move(other.t);
        return *this;
    }
 
    joining_thread& operator=(std::thread other) noexcept
    {
        if (joinable())
            join();
        t = std::move(other);
        return *this;
    }
 
    void swap(joining_thread& other) noexcept
    {
        t.swap(other.t);
    }
    std::thread::id get_id() const noexcept {
        return t.get_id();
    }
 
    ~joining_thread()
    {
        if (joinable())
            join();
    }
 
    bool joinable() const noexcept
    {
        return t.joinable();
    }
 
    void join()
    {
        t.join();
    }
 
    void detach()
    {
        t.detach();
    }
 
    std::thread& as_thread() noexcept
    {
        return t;
    }
    const std::thread& as_thread() const noexcept
    {
        return t;
    }
};

std::thread中对移动语义的支持，也适用于使用std::thread的移动敏感(move-aware)容器(比如，std::vector<>)。了解这些后，就可以量产了一些线程，并且等待它们结束，代码如下所示。

量产线程，代码如下：

    std::vector threads;
    for (unsigned i = 0; i < 10; ++i)
    {
        threads.emplace_back(hello);
    }
 
    for (auto& entry : threads)
        entry.join();

将std::thread放入std::vector是向线程自动化管理迈出的第一步：并非为这些线程创建独立的变量，而是把它们当做一个组。创建一组线程数量在运行时确定。