2022-08-19 C++并发编程（十二）

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前言

多线程的程序执行时阻塞可以是某条件达成，也可以是限时等待。

比如延时超时，等待某个时长后程序进行下一个语句，或者绝对超时，在某个时间点进行下一步执行语句。

我们先从时钟类开始介绍。

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一、时钟类

C++的时钟类定义在头文件 <chrono> 中，描述时间的信息有：当前时刻 now()，返回 time_point，计时时刻长度 ratio，持续时间，是否是恒稳时钟。

计时单元 ratio 的表示方式为秒的分数，比如 std::ratio<1, 1000> 就是一千分之一秒，即毫秒。std::ratio<60, 1>是60秒，即一分钟。

持续时间 duration 的表示方式为std::chrono::duration<计时的整数类型, 计时单元>，如下所示：

    using namespace std::chrono_literals; // 需要C++ 14

    std::chrono::duration<long, std::ratio<3600, 1>> oneDay = 24h;
    // auto oneDay = 24h;

    std::chrono::duration<long, std::ratio<60, 1>> halfAnHour = 30min;
    // auto halfAnHour = 30min;

    std::chrono::duration<long long, std::ratio<1, 1000>>
        microSecond = 30ms;
    // auto microSecond = 30ms;

    std::chrono::duration<short, std::ratio<60, 1>> durations(100);
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可通过 auto 和 计时单位 h, min 等进行简化（需支持C++14标准）。

当前时刻的描述比较复杂，std::chrono::time_point<是否恒稳，最短持续时长>，如下：

    std::chrono::time_point<
        std::chrono::system_clock,
        std::chrono::duration<long long, std::ratio<1, 1000000000>>>
        systemTimeNow = std::chrono::system_clock::now();
    // auto systemTimeNow = std::chrono::system_clock::now();

    std::chrono::time_point<
        std::chrono::steady_clock,
        std::chrono::duration<long long, std::ratio<1, 1000000000>>>
        steadyTimeNow = std::chrono::steady_clock::now();
    // auto steadyTimeNow = std::chrono::steady_clock::now();

    std::chrono::time_point<
        std::chrono::steady_clock,
        std::chrono::duration<long long, std::ratio<1, 1000000000>>>
        highResolutionTimeNow = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    // auto highResolutionTimeNow = std::chrono::high_resolution_clock::now();
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当前时刻可以是系统时钟，恒稳时钟，最高精度时钟（不一定有独立定义）。

二、线程中使用延时等待

我们可以在线程函数中进行等待 std::this_thread::sleep_for()，同时在 std::future 对象进行等待 wait_for()，并根据返回判断是否 std::future_status::ready / std::future_status::deferred。

milliseconds 是 std::chrono::duration> 的 typedef。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

auto someTask() -> int
{
    std::cout << "wait." << std::endl;
    
    // std::chrono::duration>
    auto times = std::chrono::milliseconds(4000);
    
    std::this_thread::sleep_for(times);
    return 1;
}

auto main() -> int
{
    std::future<int> f = std::async(someTask);

    if (f.wait_for(std::chrono::milliseconds(3500)) == std::future_status::ready)
    {
        std::cout << f.get() << std::endl;
    }

    return 0;
}
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总结

多线程除却条件阻塞，还可以运用延时阻塞实现程序运行逻辑，对于某些实现是必须掌握的。C++的时钟类已经较为全面，只是稍显复杂，但运用并不困难。结合future的等待函数即返回状态，可方便的进行延时逻辑的实现。

参考文献：C++并发编程实战（第2版）[英] 安东尼•威廉姆斯（Anthony Williams）