C语言--Linux多线程pthread
2017-08-20 16:13
302 查看
简介
pthread是POSIX thread的 简称,Posix线程是一个POSIX标准线程.该标准定义内部API创建和操纵线程.线程库实行了POSIX线程标准通常称为pthreads.pthreads是最常用的POSIX系统如Linux和Unix,而微软Windowsimplementations同时存在.举例来说,pthreads-w32可支持MIDP的pthread
Pthreads定义了一套 C程序语言类型、函数与常量,它以 pthread.h 头文件和一个线程库实现。
数据类型
pthread_t:线程句柄pthread_attr_t:线程属性
线程操纵函数(简介起见,省略参数)
pthread_create():创建一个线程pthread_exit():终止当前线程
pthread_cancel():中断另外一个线程的运行
pthread_join():阻塞当前的线程,直到另外一个线程运行结束
pthread_attr_init():初始化线程的属性
pthread_attr_setdetachstate():设置脱离状态的属性(决定这个线程在终止时是否可以被结合)
pthread_attr_getdetachstate():获取脱离状态的属性
pthread_attr_destroy():删除线程的属性
pthread_kill():向线程发送一个信号
同步函数
用于 mutex 和条件变量pthread_mutex_init() 初始化互斥锁
pthread_mutex_destroy() 删除互斥锁
pthread_mutex_lock():占有互斥锁(阻塞操作)
pthread_mutex_trylock():试图占有互斥锁(不阻塞操作)。当互斥锁空闲时将占有该锁;否则立即返回
pthread_mutex_unlock(): 释放互斥锁
pthread_cond_init():初始化条件变量
pthread_cond_destroy():销毁条件变量
pthread_cond_wait(): 等待条件变量的特殊条件发生
pthread_cond_signal(): 唤醒第一个调用pthread_cond_wait()而进入睡眠的线程
Thread-local storage(或者以Pthreads术语,称作 线程特有数据):
pthread_key_create(): 分配用于标识进程中线程特定数据的键
pthread_setspecific(): 为指定线程特定数据键设置线程特定绑定
pthread_getspecific(): 获取调用线程的键绑定,并将该绑定存储在 value 指向的位置中
pthread_key_delete(): 销毁现有线程特定数据键
与一起工作的工具函数
pthread_equal(): 对两个线程的线程标识号进行比较pthread_detach(): 分离线程
pthread_self(): 查询线程自身线程标识号
实例
#include <pthread.h> #include <stdio.h> #include <sys/time.h> #include <string.h> #define MAX 10 pthread_t thread[2]; pthread_mutex_t mut; int number=0, i; void *thread1() { printf ("thread1 : I'm thread 1,starting...\n"); for (i = 0; i < MAX; i++) { printf("thread1 : number = %d\n",number); pthread_mutex_lock(&mut); number++; pthread_mutex_unlock(&mut); sleep(2); } pthread_exit(NULL); } void *thread2() { printf("thread2 : I'm thread 2,starting...\n"); for (i = 0; i < MAX; i++) { printf("thread2 : number = %d\n",number); pthread_mutex_lock(&mut); number++; pthread_mutex_unlock(&mut); sleep(3); } pthread_exit(NULL); } void thread_create(void) { int temp; memset(&thread, 0, sizeof(thread)); //comment1 /*创建线程*/ if((temp = pthread_create(&thread[0], NULL, thread1, NULL)) != 0) //comment2 printf("create thread1 failed!\n"); else printf("create thread1 successed!\n"); if((temp = pthread_create(&thread[1], NULL, thread2, NULL)) != 0) //comment3 printf("create thread failed!\n"); else printf("create thread2 successed!\n"); } void thread_wait(void) { /*等待线程结束*/ if(thread[0] !=0) { //comment4 pthread_join(thread[0],NULL); printf("thread1 end !\n"); } if(thread[1] !=0) { //comment5 pthread_join(thread[1],NULL); printf("thread2 end !\n"); } } int main() { /*用默认属性初始化互斥锁*/ pthread_mutex_init(&mut,NULL); thread_create(); thread_wait(); return 0; }
一 pthread_t
pthread_t在头文件/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定义:
typedef unsigned long int pthread_t;
它是一个线程的标识符。
二 pthread_create
函数pthread_create用来创建一个线程,它的原型为:
extern int pthread_create __P ((pthread_t *__thread, __const pthread_attr_t *__attr, void *(*__start_routine) (void *), void *__arg));
第一个参数为指向线程标识符的指针,第二个参数用来设置线程属性,第三个参数是线程运行函数的起始地址,最后一个参数是运行函数的参数。这里,我们的函数thread不需要参数,所以最后一个参数设为空指针。第二个参数我们也设为空指针,这样将生成默认属性的线程。当创建线程成功时,函数返回0,若不为0则说明创建线程失败,常见的错误返回代码为EAGAIN和EINVAL。前者表示系统限制创建新的线程,例如线程数目过多了;后者表示第二个参数代表的线程属性值非法。创建线程成功后,新创建的线程则运行参数三和参数四确定的函数,原来的线程则继续运行下一行代码。
三 pthread_join; pthread_exit
函数pthread_join用来等待一个线程的结束。函数原型为:
extern int pthread_join __P ((pthread_t __th, void **__thread_return));
第一个参数为被等待的线程标识符,第二个参数为一个用户定义的指针,它可以用来存储被等待线程的返回值。这个函数是一个线程阻塞的函数,调用它的函数将一直等待到被等待的线程结束为止,当函数返回时,被等待线程的资源被收回。一个线程的结束有两种途径,一种是像我们上面的例子一样,函数结束了,调用它的线程也就结束了;另一种方式是通过函数pthread_exit来实现。它的函数原型为:
extern void pthread_exit __P ((void *__retval)) __attribute__ ((__noreturn__));
唯一的参数是函数的返回代码,只要pthread_join中的第二个参数thread_return不是NULL,这个值将被传递给 thread_return。最后要说明的是,一个线程不能被多个线程等待,否则第一个接收到信号的线程成功返回,其余调用pthread_join的线程则返回错误代码ESRCH。
在这一节里,我们编写了一个最简单的线程,并掌握了最常用的三个函数pthread_create,pthread_join和pthread_exit。下面,我们来了解线程的一些常用属性以及如何设置这些属性。
互斥锁相关
互斥锁用来保证一段时间内只有一个线程在执行一段代码。
一 pthread_mutex_init
函数pthread_mutex_init用来生成一个互斥锁。NULL表明使用默认属性。如需要声明特定属性的互斥锁,须调用函数pthread_mutexattr_init。函数pthread_mutexattr_setpshared和函数 pthread_mutexattr_settype用来设置互斥锁属性。前一个函数设置属性pshared,它有两个取值, PTHREAD_PROCESS_PRIVATE和PTHREAD_PROCESS_SHARED。前者用来不同进程中的线程同步,后者用于同步本进程的不同线程。在上面的例子中,我们使用的是默认属性PTHREAD_PROCESS_ PRIVATE。后者用来设置互斥锁类型,可选的类型有PTHREAD_MUTEX_NORMAL、PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK、 PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE和PTHREAD _MUTEX_DEFAULT。它们分别定义了不同的上所、解锁机制,一般情况下,选用最后一个默认属性。
二 pthread_mutex_lock;pthread_mutex_unlock
pthread_mutex_lock声明开始用互斥锁上锁,此后的代码直至调用pthread_mutex_unlock为止,均被上锁,即同一时间只能被一个线程调用执行。当一个线程执行到pthread_mutex_lock处时,如果该锁此时被另一个线程使用,那此线程被阻塞,即程序将等待到另一个线程释放此互斥锁。
注意:
1 需要说明的是,上面的两处sleep不光是为了演示的需要,也是为了让线程睡眠一段时间,让线程释放互斥锁,等待另一个线程使用此锁。因为在linux下好像没有pthread_delay_np那个函数(我试了一下,提示没有定义该函数的引用),所以我用了sleep来代替,好像也可以通过pthread_cond_timedwait来代替。
2 请千万要注意里头的注释comment1-5。如果没有comment1和comment4,comment5,将导致在pthread_join的时候出现段错误,另外,上面的comment2和comment3是根源所在,所以千万要记得写全代码。因为上面的线程可能没有创建成功,导致下面不可能等到那个线程结束,而在用pthread_join的时候出现段错误(访问了未知的内存区)。另外,在使用memset的时候,需要包含string.h头文件哦
上述执行并输出如下:
说明:由于pthread库不是标准linux库, 在编译时需加上 -lpthread 。
相关文章推荐
- Linux多线程学习(五)pthread_equal
- linux下多线程 之 pthread_detach(pthread_self())
- linux下多线程 之 pthread_detach(pthread_self())
- Linux C/C++多线程pthread实例
- 【Linux网络编程】基于TCP的多线程(pthread)版本最简陋的HTTP服务器
- linux下c语言实现多线程文件复制
- Linux操作系统下的多线程编程详细解析----条件变量pthread_cond_t
- linux下编译多线程程序, undefined reference to `pthread_create',undefined reference to `pthread_join'
- 转载:Linux下多线程(pthread)编程实例
- Linux多线程编程详细解析----条件变量 pthread_cond_t
- Linux--多线程之线程连接pthread_join
- Linux下多线程编程__线程的创建pthread_create与退出pthread_exit,等待当前线程退出pthread_join,获取线程ID pthread_self
- 【linux编程】pthread多线程
- Linux多线程Pthread学习小结
- Linux--多线程之线程的取消pthread_cancel
- Linux多线程实例练习 - pthread_create()
- Linux多线程Pthread学习小结
- Linux操作系统下的多线程编程详细解析----条件变量pthread_cond_t那些事儿
- linux下C/C++,多线程pthread
- linux下多线程的使用 pthread_create()