Linux多线程实践(2) --线程基本API

POSIX线程库

与线程有关的函数构成了一个完整的系列，绝大多数函数的名字都是以“pthread_”开头,要使用这些函数库，要通过引入头文<pthread.h>,而且链接这些线程函数库时要使用编译器命令的“-lpthread”选项[Ubuntu系列系统需要添加的是”-pthread”选项而不是”-lpthread”,如Ubuntu 14.04版本,深度Ubuntu等]

1.pthread_create

int pthread_create(pthread_t *restrict thread,
const pthread_attr_t *restrict attr,
void *(*start_routine)(void*), void *restrict arg);

创建一个新的线程

参数

thread:线程ID

attr:设置线程的属性，一般设置为NULL表示使用默认属性

start_routine:是个函数地址，线程启动后要执行的函数

arg:传给线程启动函数的参数

返回值：成功返回0；失败返回错误码;

附-Posix错误检查

UNIX传统的函数:成功返回0，失败返回-1，并且对设置全局变量errno以指定错误类型。然而pthreads函数出错时不会设置全局变量errno（而其他的大部分POSIX函数会设置errno）。而是将错误代码通过返回值返回;

pthreads同样也提供了线程内的errno变量，对于每一个线程, 都有一个errno的值, 以支持其它使用errno的代码。对于pthreads函数的错误，建议通过返回值进行判定，因为读取返回值要比读取线程内的errno变量的开销更小!

/** 实践: 新的错误检查与错误退出函数 **/
inline void err_check(const std::string &msg, int retno)
{
if (retno != 0)
err_exit(msg, retno);
}
inline void err_exit(const std::string &msg, int retno)
{
std::cerr << msg << ": " << strerror(retno) << endl;
exit(EXIT_FAILURE);
}

2.pthread_exit

void pthread_exit(void *value_ptr);

线程终止

value_ptr:指向该线程的返回值；注意：value_ptr不能指向一个局部变量。

3.pthread_join

int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr);

等待线程结束

value_ptr:它指向一个指针，后者指向线程的返回值(用户获取线程的返回值)

/** 示例: 等待线程退出 **/
void *thread_rotine(void *args)
{
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
printf("B");
fflush(stdout);
usleep(20);
}
pthread_exit(NULL);
}

int main()
{
pthread_t thread;
int ret = pthread_create(&thread, NULL, thread_rotine, NULL);
err_check("pthread_create", ret);

for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
printf("A");
fflush(stdout);
usleep(20);
}

ret = pthread_join(thread, NULL);
err_check("pthread_join", ret);
putchar('\n');
return 0;
}

4.pthread_self

pthread_t pthread_self(void);

返回线程ID

/** 示例：主控线程与子线程传递数据 **/
typedef struct _Student
{
char name[20];
unsigned int age;
} Student;

void *threadFunction(void *args)
{
cout << "In Thread: " << pthread_self() << endl;
Student tmp = *(Student *)(args);
cout << "Name: " << tmp.name << endl;
cout << "Age: " << tmp.age << endl;

pthread_exit(NULL);
}

int main()
{
Student student = {"xiaofang",22};

pthread_t thread;
//启动创建并启动线程
pthread_create(&thread,NULL,threadFunction,&student);
//等待线程结束
pthread_join(thread,NULL);

return 0;
}

5.pthread_cancel

int pthread_cancel(pthread_t thread);

取消一个执行中的线程

6.pthread_detach

int pthread_detach(pthread_t thread);

将一个线程分离-如果在新创建的线程结束时主线程没有结束同时也没有调用pthread_join，则会产生僵线程，次问题可以通过设置线程为分离的(detach)来解决；

总结：进程　VS. 线程

进程(pid_t)	线程(pthread_t)
Fork	Pthread_create
Waitpit	Pthread_join/Pthread_detach
Kill	Pthread_cancel
Pid	Pthead_self
Exit/return	Pthread_exit/return
僵尸进程(没有调用wait/waitpid等函数)	僵尸线程(没有调用pthread_join/pthread_detach)

/** 将并发echo server改造成多线程形式
注意线程竞速问题的解决
**/
void echo_server(int clientSocket);
void *thread_routine(void *arg);
int main()
{
int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if (sockfd == -1)
err_exit("socket error");

int optval = 1;
if (setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&optval,sizeof(optval)) == -1)
err_exit("setsockopt error");

struct sockaddr_in serverAddr;
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_port = htons(8002);
serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;    //绑定本机的任意一个IP地址
if (bind(sockfd,(struct sockaddr *)&serverAddr,sizeof(serverAddr)) == -1)
err_exit("bind error");

if (listen(sockfd,SOMAXCONN) == -1)
err_exit("listen error");

while (true)
{
int peerSockfd = accept(sockfd, NULL, NULL);
if (peerSockfd == -1)
err_exit("accept error");

pthread_t tid;
/**注意: 下面这种用法可能会产生"竞速问题"
当另一个连接快读快速到达, peerSockfd的内容更改,
新创建的线程尚未将该值取走时,线程读取的就不是
我们想让线程读取的值了
int ret = pthread_create(&tid, NULL, thread_routine, (void *)&peerSockfd);
**/
//解决方案: 为每一个链接创建一块内存
int *p = new int(peerSockfd);
int ret = pthread_create(&tid, NULL, thread_routine, p);
if (ret != 0)
err_thread("pthread_create error", ret);
}
close(sockfd);
}

void *thread_routine(void *args)
{
//将线程设置分离状态, 避免出现僵尸线程
pthread_detach(pthread_self());
int peerSockfd = *(int *)args;
//将值取到之后就将这块内存释放掉
delete (int *)args;

echo_server(peerSockfd);
cout << "thread " << pthread_self() << " exiting ..." << endl;
pthread_exit(NULL);
}
void echo_server(int clientSocket)
{
char buf[BUFSIZ] = {0};
int readBytes;
while ((readBytes = read(clientSocket, buf, sizeof(buf))) >= 0)
{
if (readBytes == 0)
{
cerr << "client connect closed" << endl;
break;
}
if (write(clientSocket, buf, readBytes) == -1)
{
cerr << "server thread write error" << endl;
break;
}
cout << buf;
bzero(buf, sizeof(buf));
}
}

其完整源代码:download.csdn.net/detail/hanqing280441589/8440763