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C++20新特性之std::jthread和chrono庫(kù)擴(kuò)展

更新時(shí)間：2026年06月04日 09:27:18 作者：gccbuaa

C++20標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)特性2.3 std::jthread2.3.1 jthread 語(yǔ)法格式常用方法2.3.2 總結(jié)2.4 chrono庫(kù)擴(kuò)展2.4.1 語(yǔ)法格式與核心概念2.4.1.1 日歷類型創(chuàng)建2.4.1.2 ok() 判斷有效性2.4.1.3 常用方法2.4.2 舉例本文記錄

std::jthread

在C++11的thread是，如果忘記 join()( 讓主線程等待子線程結(jié)束) 或者 detach()分離線程，當(dāng)std::thread析構(gòu)時(shí)，程序會(huì)直接調(diào)用terminate()崩潰。
在C++20中引入了 jthread，就是為了遵循RAII原則，析構(gòu)時(shí)自動(dòng)調(diào)用 join()，保證程序不崩潰。

1 jthread 語(yǔ)法格式常用方法

stdL::jthread 與 C++11的thread都包含在頭文件中，使用方式基本一致，新功能如下：
1 自動(dòng)join()，當(dāng) std::jthread 對(duì)象離開作用域時(shí)，如果線程還在運(yùn)行，主線程等待子線程結(jié)束（join）。
示例1：jthread基本使用
jthread析構(gòu)時(shí)自動(dòng)調(diào)用join() ,示例如下：

void worker() {
std::cout << "Working..." << std::endl;
}
void test()
{
// 語(yǔ)法與 std::thread 一樣
std::jthread t(worker);
// 不需要手動(dòng)調(diào)用join()，而是test()結(jié)束時(shí)，t析構(gòu)，自動(dòng)等待線程完成
}

2 協(xié)作式中斷：線程函數(shù)可以接收一個(gè) std::stop_token 參數(shù)，用于檢查外部是否請(qǐng)求停止。

request_stop(): 外部調(diào)用，請(qǐng)求線程停止。
get_stop_token(): 獲取關(guān)聯(lián)的停止令牌。
stop_requested(): 在線程內(nèi)部檢查是否收到了停止請(qǐng)求。

示例2，子線程運(yùn)行2秒，在主線程中請(qǐng)求子線程停止。

void interruptibleWorker(std::stop_token stoken)
{
while (true)
{
// 定期檢查是否請(qǐng)求停止
if (stoken.stop_requested())
{
std::cout << "Stopping work..." << std::endl;
break;
}
// 模擬工作
std::cout << "Working..." << std::endl;
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(200));
}
}
void test()
{
std::jthread t(interruptibleWorker);
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
// 手動(dòng)請(qǐng)求停止
t.request_stop();
/*
Working...
Working...
Working...
Working...
Working...
Working...
Working...
Working...
Working...
Working...
Stopping work...
*/
}

2 總結(jié)

jthread 是現(xiàn)代C++多線程的首選，jthread更安全，利用了RAII特性，避免了忘記join()導(dǎo)致的崩潰。
內(nèi)置 std::stop_token，提供了一套標(biāo)準(zhǔn)的、線程安全的停止機(jī)制，替代了過(guò)去常用的 bool is_running 標(biāo)志位。
建議，在C++20以后的項(xiàng)目中使用jthread代替thread.

chrono庫(kù)擴(kuò)展

在C++11中引入了，提供了高精度的計(jì)時(shí)功能，但是在日歷和時(shí)區(qū)的處理上幾乎是一片空白。比如，
缺乏日歷計(jì)算：計(jì)算“下個(gè)月的今天是星期幾”，不容易實(shí)現(xiàn)。
沒(méi)有時(shí)區(qū)支持：無(wú)法原生處理 UTC 與本地時(shí)間的轉(zhuǎn)換。
類型不安全：struct tm 中的月份從 0 開始，年份從 1900 開始，極易出錯(cuò)。
C++20 將 Howard Hinnant 的 date 庫(kù)正式納入標(biāo)準(zhǔn)，讓 C++ 終于擁有了日期和時(shí)區(qū)處理能力。

1 語(yǔ)法格式與核心概念

1.1 日歷類型創(chuàng)建

在C++20中，可以使用 / 運(yùn)算符來(lái)組合年月日。

void test()
{
// 創(chuàng)建一個(gè)日期：2023年10月24日
auto date1 = 2023y / 10 / 24; // 年月日
auto date2 = 24d / 10 / 2023y; // 日月年
auto date3 = October / 24 / 2023y; // 直接使用月份名稱
std::cout << "Date1: " << date1 << std::endl;
// Date1: 2023-10-24
std::cout << "Date2: " << date2 << std::endl;
// Date2: 2023-10-24
std::cout << "Date3: " << date3 << std::endl;
// Date3: 2023-10-24
}

1.2 ok() 判斷有效性

創(chuàng)建一個(gè)日期，并判斷有效性。

auto d = 2023y / 2 / 30; // 2月沒(méi)有30號(hào)
if (!d.ok()) {
std::cout << "Invalid Date!" << std::endl;
}

1.3 常用方法

A 日歷組件

std::chrono::year, month, day: 基礎(chǔ)單位。
std::chrono::weekday: 星期幾（支持 Monday, Tuesday 等常量）。
std::chrono::year_month_day: 完整的日期結(jié)構(gòu)。
std::chrono::sys_days: 基于系統(tǒng)時(shí)鐘的天數(shù)精度時(shí)間點(diǎn)（通常用于轉(zhuǎn)換）。
B. 時(shí)區(qū)組件 (Time Zones)
std::chrono::locate_zone(“Name”): 獲取特定時(shí)區(qū)（如 “Asia/Shanghai”）。
std::chrono::current_zone(): 獲取當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)區(qū)。
std::chrono::zoned_time: 結(jié)合了時(shí)間點(diǎn)和時(shí)區(qū)的對(duì)象。

void test()
{
auto now = system_clock::now();
cout << "Current time: " << now << endl;
// Current time: 2025-12-03 03:01:12.5341520
// 轉(zhuǎn)為紐約時(shí)間
auto ny_tz = zoned_time{ "America/New_York", now };
cout << "New York time: " << ny_tz << endl;
// New York time: 2025-12-02 22:01:12.5341520 GMT-5
// 轉(zhuǎn)為上海時(shí)間
// 轉(zhuǎn)換為上海時(shí)間
auto sh_time = zoned_time{ "Asia/Shanghai", now };
cout << "Shanghai time: " << sh_time << endl;
// Shanghai time: 2025-12-03 11:01:12.5341520 GMT+8
}

C 新的時(shí)鐘

std::chrono::utc_clock: 協(xié)調(diào)世界時(shí)（考慮閏秒）。
std::chrono::file_clock: 用于文件系統(tǒng)的時(shí)間（std::filesystem::last_write_time）。

2 舉例

示例1：計(jì)算“2024年每個(gè)月的最后一個(gè)星期五”，用于生成定期報(bào)表任務(wù)。

void list_report_days(int yearNum)
{
year y{ yearNum };
for (auto m = 1; m <= 12; ++m)
{
month mo{ static_cast<unsigned>(m) };
  // 語(yǔ)法糖：year_month_day_last 表示某月的最后一天
  auto last_day_of_month = y / mo / last;
  // 轉(zhuǎn)換為 sys_days 以便進(jìn)行星期計(jì)算
  sys_days sd = last_day_of_month;
  // 找到這個(gè)月的最后一個(gè)星期五
  // weekday_last 表示“最后一個(gè)星期X”
  auto last_friday = y / mo / Friday[last];
  std::cout << last_friday << std::endl;
  }
  /*
  2025/Jan/Fri[last]
  2025/Feb/Fri[last]
  2025/Mar/Fri[last]
  2025/Apr/Fri[last]
  2025/May/Fri[last]
  2025/Jun/Fri[last]
  2025/Jul/Fri[last]
  2025/Aug/Fri[last]
  2025/Sep/Fri[last]
  2025/Oct/Fri[last]
  2025/Nov/Fri[last]
  2025/Dec/Fri[last]
  */
  }
  void test()
  {
  list_report_days(2025);
  }

示例2：跨國(guó)會(huì)議時(shí)間轉(zhuǎn)換
服務(wù)器收到一個(gè) UTC 時(shí)間戳，需要將其轉(zhuǎn)換為用戶所在時(shí)區(qū)（例如東京）的本地時(shí)間字符串顯示給用戶。

void print_meeting_time(system_clock::time_point utc_tp, std::string_view user_zone) {
try {
// 1. 創(chuàng)建帶時(shí)區(qū)的時(shí)間對(duì)象
auto zt = zoned_time{ user_zone, utc_tp };
// 2. 直接輸出，自動(dòng)處理偏移量
// C++20 的 format 支持 chrono 類型
std::cout << std::format("Meeting time in {}: {:%Y-%m-%d %H:%M %Z}\n",
user_zone, zt);
}
catch (const std::runtime_error& e) {
std::cout << "Unknown time zone: " << user_zone << std::endl;
}
}
int test()
{
auto meeting_utc = system_clock::now();
print_meeting_time(meeting_utc, "Asia/Shanghai");
// Meeting time in Asia/Shanghai: 2025-12-03 11:09 GMT+8
print_meeting_time(meeting_utc, "Europe/London");
// Meeting time in Europe/London: 2025-12-03 03:09 GMT
print_meeting_time(meeting_utc, "America/Los_Angeles");
// Meeting time in America/Los_Angeles: 2025-12-02 19:09 GMT-8
return 0;
}

到此這篇關(guān)于C++20新特性之std::jthread和chrono庫(kù)擴(kuò)展的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++20 std::jthread和chrono庫(kù)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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