一、基于POSIX线程库（pthreads）

适用场景：Linux/Unix系统、需要底层线程控制或兼容旧代码。

核心步骤：

1. 包含头文件：#include <pthread.h>

2. 定义线程函数：返回类型为void*，参数为void*指针。

3. 创建线程：使用pthread_create函数。

4. 等待线程结束：使用pthread_join回收资源。

示例代码：

#include <iostream>
#include <pthread.h>

void* threadFunction(void* arg) {
    int id = *((int*)arg);
    std::cout << "Thread " << id << " is running.\n";
    return nullptr;
}

int main() {
    const int numThreads = 5;
    pthread_t threads[numThreads];
    int threadIds[numThreads];

    for (int i = 0; i < numThreads; ++i) {
        threadIds[i] = i;
        if (pthread_create(&threads[i], nullptr, threadFunction, &threadIds[i]) != 0) {
            std::cerr << "Failed to create thread "<< i << "\n";
            return 1;
        }
    }

    for (int i = 0; i < numThreads; ++i) {
        pthread_join(threads[i], nullptr);
    }

    std::cout << "All threads finished.\n";
    return 0;
}

编译命令：

g++ -pthread -o multithread_example multithread_example.cpp

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二、基于C++11标准库（<thread>）

适用场景：现代C++项目（C++11及以上）、跨平台开发。

核心优势：语法简洁，类型安全，支持RAII管理。

核心步骤：

1. 包含头文件：#include <thread>

2. 创建线程：直接实例化std::thread对象，传入可调用对象（函数、Lambda等）。

3. 管理线程：使用join()等待线程结束或detach()分离线程。

示例代码：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>

void threadFunction(int id) {
    std::cout << "Thread " << id << " is running.\n";
}

int main() {
    std::vector<std::thread> threads;
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        threads.emplace_back(threadFunction, i);
    }

    for (auto& t : threads) {
        if (t.joinable()) t.join();
    }

    std::cout << "All threads finished.\n";
    return 0;
}

编译命令：

g++ -std=c++11 -o multithread_example multithread_example.cpp

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三、线程同步机制

多线程访问共享资源时需避免竞态条件，常用工具包括：

1. 互斥锁（std::mutex）：

   #include <mutex>
   std::mutex mtx;
   
   void safePrint(int id) {
       std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 自动加锁/解锁
       std::cout << "Thread " << id << " is accessing shared data.\n";
   }

2. 条件变量（std::condition_variable）：

   用于线程间通信，例如生产者-消费者模型：

   #include <condition_variable>
   std::condition_variable cv;
   bool ready = false;
   
   void worker() {
       std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
       cv.wait(lock, []{ return ready; }); // 等待通知
       // 执行任务
   }
   
   void trigger() {
       {
           std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
           ready = true;
       }
       cv.notify_all(); // 通知所有等待线程
   }

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四、高级并发工具

1. std::async与std::future：

   异步执行任务并获取返回值，适合简化并行任务管理：

   #include <future>
   int computeSum(int a, int b) {
       return a + b;
   }
   
   int main() {
       std::future<int> result = std::async(std::launch::async, computeSum, 3, 4);
       std::cout << "Sum: " << result.get() << "\n"; // 阻塞等待结果
       return 0;
   }

2. 线程池（第三方库）：

   如Boost.Thread或自定义实现，用于复用线程减少创建/销毁开销。

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五、方法对比与选择建议

方法	优点	缺点	适用场景
pthreads	底层控制灵活，兼容性强	语法繁琐，需手动管理资源	跨平台旧项目、精细控制需求
C++11 <thread>	语法简洁，RAII自动管理	依赖C++11及以上标准	现代C++项目、跨平台开发
std::async	简化异步任务管理，自动线程调度	任务调度策略由实现决定	需要返回值的并行任务

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六、注意事项

1. 线程安全：共享数据必须通过互斥锁、原子操作（std::atomic）等保护。

2. 资源泄漏：确保每个pthread_create对应pthread_join，或使用detach()。

3. 编译选项：

   • pthread需添加-pthread（Linux/CentOS）或-lpthread。

   • C++11需添加-std=c++11或更高版本标志。