在运行之前获取 std::thread 的 thread:id？

Question

我正在尝试在 C++ 11 的 std::thread 之上构建一个线程安全层，其中每个对象都分配给一个拥有的线程，并且某些调用在错误的线程上使用时会引发硬错误。拥有线程是唯一可以将对象传输到另一个线程的线程。

一切正常，除了，我找不到在线程实际运行之前获取线程thread::id 的方法。而且我需要在交付对象之前将新线程的 ID 附加到对象上。

如果我使用

std::thread newThread( [theObject]()
                       {
                           // use theObject here.
                       } );

我能得到线程ID的最早点是在线程对象定义之后，此时线程已经在运行了。

我看到std::thread 有一个默认构造函数，但是我看不到一种方法可以给它一个函数，以便之后在线程上运行。

有没有办法在线程上执行两步构造，或者在创建时控制线程的ID？

Answer 1

您可以考虑让线程执行的函数在起飞前进行一些初始设置，而不是在线程开始运行之前获取它的 ID。例如，您可以这样做：

bool isReady = false;
bool wasReceived = false;
std::mutex mutex;
std::condition_variable condition;

std::thread newThread([theObject, &isReady, &mutex, &condition] {
   /* Wait until we've been cleared to go. */
   std::unique_lock<std::mutex> lock(isReady);
   condition.wait(lock, [&isReady] { return isReady; });

   /* Signal that we're done. */
   wasReceived = true;
   lock.unlock();
   condition.notify_one();

   /* Put code here to do whatever it is that the thread should do. */
});

/* Read the thread's ID. It's currently waiting for us. */
auto id = newThread.get_id();

/* Tell the thread that we're ready for it. */
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
isReady = true;
condition.notify_one();

/* Wait until the thread has confirmed that it's ready. */
condition.wait(lock, [&] { return wasReceived; });

这会创建线程并让它坐下来等待，直到创建者有机会读取其 ID。一旦发生这种情况，创建者就会等待，直到线程确认它已准备就绪，然后您可以根据需要使用线程 ID。

请注意上述代码中的错误 - 它完全未经测试。 :-)

Answer 2

不——一旦你创建了一个线程，它就会开始运行。如果您想在它（大部分）执行任何操作之前获取它的 ID，您可能需要创建一个小包装器，在其中向线程（例如）传递一个 CV 和一个存放其输出的队列。

然后当线程启动时，它会检索自己的 ID，将其存放在输出队列中，然后在 CV 上等待。当父母检索到 ID 并准备好让孩子开始做某事时，它会向 CV 发出信号，然后关闭它。

Answer 3

通过传递一个唯一的 std::promise 参数来启动每个处于非活动状态的线程，首先获取线程 id（线程 id 用作传递引用参数）然后让它等待线程设置的承诺经理。这也将消除使用条件变量的麻烦。

已编辑片段

class smart_thread {
public:
    smart_thread(std::function<void(void)> task)
    {
        thread_ = std::thread([=]() {
            id_ = std::this_thread::get_id();
            // wait here till activated
            future_.get();
            if(active_) task();
        });
    }

    void activate()  {
        promise_.set_value();
        active_ = true;
    }

    ~smart_thread() {
        if(!active_) promise_.set_value();
        thread_.join();
    }    
private:
    std::thread::id id_;
    std::atomic<bool> active_ = false;
    std::thread thread_;
    std::promise<void> promise_;
    std::future<void> future_ = promise_.get_future();
};

void main()
{
    auto task = []() { std::cout << "Hello World\n"; };
    smart_thread thread(task); // start thread inactive mode
    thread.activate(); // activate thread
}

Answer 4

是否可以创建一个模板类，以std::function<void(T *object)> 的形式接受线程例程。如果需要传入其他参数，这可以通过匿名闭包轻松完成。

template <class T>
class ThreadWrapper
{
public:
    ThreadWrapper(std::function<void(T *object)> function, T *object) :
    {
        m_thread = std::thread(WrapFunction, function, object);
        //optionally
        m_thread.detach();
    }
    static void WrapFunction(ThreadWrapper *wrapper, std::function<void()> function, T *object)
    {
        // Get the thread id and save in the object
        object->SetThreadId(get_id());
        // Now actually invoke the thread routine, with the id already installed.
        function(object);
    }
}

// Cleanup is left as an exercise for the reader.

请注意上述代码中的错误 - 它完全未经测试。 :-) :-)