C++ 多線程開發入門：標準庫、Boost 與平台 API 選擇指南

C++ 從 C++11 起原生支援多線程，無需像 Java 依賴 java.lang.Thread。以下是主流選擇與學習路徑。

1. C++11/14/17/20 標準庫 (首選、跨平台)

• <thread>：std::thread, std::this_thread
• <mutex>：std::mutex, std::lock_guard, std::unique_lock, std::condition_variable
• <atomic>：std::atomic 無鎖編程
• <future>：std::async, std::future, std::promise, std::packaged_task 異步任務
• <shared_mutex> (C++17)：讀寫鎖
• <semaphore>, <latch>, <barrier> (C++20)：同步原語

優點：標準化、零依賴、現代 C++ 風味、RAII 安全。

2. Boost.Thread (C++11 前遺產、功能補充)

• 提供 boost::thread_group, boost::barrier (C++20 前)、boost::fiber (用戶態線程) 等標準庫尚無或較晚加入的功能。
• 若專案已依賴 Boost，可混用；新專案優先標準庫。

3. 平台原生 API (僅限平台綁定場景)

• Windows: CreateThread, _beginthreadex, I/O 完成埠 (IOCP)、線程池 API。
• Linux/POSIX: pthread_create, pthread_mutex, epoll + 線程池。

缺點：不可移植、手動資源管理易出錯、需自行封裝 RAII。

4. 高層框架 (任務並行、Actor 模型)

• Intel TBB：任務調度、並行算法、流圖、concurrent_queue。
• OpenMP：#pragma omp parallel for 科學計算循環並行化。
• CppCoro / cppcoro：C++20 協程基礎設施。
• Actor 框架：CAF (C++ Actor Framework)、SObjectizer。

學習資源推薦

• 《C++ Concurrency in Action》Anthony Williams (第 2 版涵蓋 C++17/20)
• CppReference 多線程參考
• GitHub: github.com/anthonywilliams/ccia_code 書籍配套代碼

新手建議第一步

#include <thread>
#include <iostream>

void hello() { std::cout << "Hello from thread " << std::this_thread::get_id() << '\n'; }

int main() {
    std::thread t(hello);
    t.join(); // 等待結束
    return 0;
}

編譯：g++ -std=c++11 -pthread main.cpp 或 MSVC 預設支援。

核心：現代 C++ 多線程 = 標準庫 + RAII + 無鎖/任務並行思維，避免直接操作平台 API。