提示：文章寫完后，目錄可以自動生成，如何生成可參考右邊的幫助文檔

一、為什么需要封裝線程庫？

在Linux C++開發中，我們經常需要使用多線程。原生的pthread接口雖然強大，但存在一些問題：

pthread的痛點：

• 🔧?C風格接口：函數指針和void*參數不夠類型安全

• 📝?冗長的代碼：需要手動管理線程創建、連接、銷毀

• 🚫?易出錯：容易忘記檢查返回值，導致難以調試的問題

• 🔄?缺乏RAII：資源管理需要手動處理

封裝帶來的好處：

• 🎯?類型安全：使用std::function代替函數指針

• 🚀?簡潔易用：幾行代碼完成線程管理

• 🛡??異常安全：利用RAII自動管理資源

• 📦?可擴展性：方便添加新功能（如線程池）

二、線程封裝核心代碼解析

1. 頭文件定義（Thread.hpp）

?

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <vector>
#include <functional>
#include <sys/syscall.h>// 獲取輕量級進程ID（線程ID）
#define get_lwp_id() syscall(SYS_gettid)// 定義函數類型別名
using func_t = std::function<void()>;class Thread
{
public:// 構造函數：接收線程函數和線程名Thread(func_t func, const std::string &name): _name(name), _func(func), _isrunning(false){}// 靜態成員函數：線程啟動例程static void *start_routine(void *args){Thread *self = static_cast<Thread *>(args);self->_isrunning = true;self->_lwpid = get_lwp_id();  // 獲取實際線程IDself->_func();                // 執行用戶函數pthread_exit((void *)0);      // 線程退出}// 啟動線程void Start(){int n = pthread_create(&_tid, nullptr, start_routine, this);if (n == 0){std::cout << "線程" << _name << "創建成功" << std::endl;}}// 等待線程結束void Join(){if (!_isrunning) return;int n = pthread_join(_tid, nullptr);if (n == 0){std::cout << "線程" << _name << "回收成功" << std::endl;}}~Thread() {}private:bool _isrunning;        // 線程運行狀態pthread_t _tid;         // 線程IDpid_t _lwpid;           // 輕量級進程IDstd::string _name;      // 線程名稱func_t _func;           // 線程執行函數
};

三、關鍵技術點詳解

1. std::function的魅力

傳統pthread的問題：

?// C風格：需要靜態函數和void*參數
void* thread_func(void* arg) {// 需要類型轉換int* data = (int*)arg;// ...
}

我們的解決方案：

?

// C++11風格：類型安全的函數對象
using func_t = std::function<void()>;// 可以接收任何可調用對象：
// 1. 普通函數
// 2. Lambda表達式  
// 3. 函數對象
// 4. std::bind表達式

2. 靜態成員函數的巧妙使用

為什么需要靜態函數？
pthread_create要求C風格的函數指針，但普通成員函數有隱式的this參數。

解決方案：

?

static void *start_routine(void *args) {Thread *self = static_cast<Thread *>(args);  // 轉換回對象指針self->_func();  // 調用真正的線程函數
}

3. 獲取真實的線程ID

?

#define get_lwp_id() syscall(SYS_gettid)// 為什么需要這個？
// - pthread_t是進程內標識，在不同進程中可能重復
// - 通過系統調用獲取的LWP ID是系統范圍內唯一的
// - 便于調試和系統監控

四、使用示例和測試代碼

測試代碼（main.cpp）

?

#include "Thread.hpp"
#include <iostream>
#include <vector>// 測試函數
void Test()
{int cnt = 3;while (cnt--){std::cout << "線程" << get_lwp_id() << "正在運行..." << std::endl;sleep(1);}
}// Lambda表達式測試
auto lambda_test = []() {std::cout << "Lambda線程運行中" << std::endl;sleep(2);
};int main()
{std::cout << "=== 單線程測試 ===" << std::endl;Thread t1(Test, "single-thread");t1.Start();t1.Join();std::cout << "\n=== 多線程測試 ===" << std::endl;std::vector<Thread> threads;// 創建3個線程for (int i = 0; i < 3; i++){std::string name = "thread-";name += std::to_string(i + 1);threads.emplace_back(Test, name);}// 啟動所有線程for (auto &thread : threads){thread.Start();}// 等待所有線程結束for (auto &thread : threads){thread.Join();}std::cout << "\n=== Lambda測試 ===" << std::endl;Thread t2(lambda_test, "lambda-thread");t2.Start();t2.Join();return 0;
}