Linux pthread 线程 浅解

线程

  1. 问题
    使用fork创建进程以执行新的任务,该方式的代价很高。

    解决办法:使用线程

  2. 什么是线程
    线程,是进程内部的一个控制序列。
    即使不使用线程,进程内部也有一个执行线程。

    类比:创建一个进程,类似于“克隆”一个家庭。
    该“家庭”与原来的家庭完全相同
    但是新“家庭”和原来的家庭完全独立。

        进程包含一个或多个线程。
        类似与一个家庭,包含一个或多个家庭成员。
         家庭内的各成员同时做各自的事情(父亲工作、母亲持家、小孩上学)
         而对于家庭外部的人来说,这个家庭同时在做多件事情。
    
         家庭内的每个成员,就是一个线程。
         各个家庭成员有自己的个人资源(线程有自己的局部变量)
         但是所有家庭成员都能共享这个家庭的资源:房子、汽车、家庭的公共资金。
         (同一个进程内的各个线程,能够共享整个进程的全局变量,除了线程的局部变量外,其他资源都共享)
    

    注意:单核处理器上,同一个时刻只能运行一个线程。
    但是对于用户而言,感觉如同同时执行了多个线程一样
    (各线程在单核CPU上切换,在一段时间内,同时执行了多个线程)

  3. 线程的优点、缺点
    优点: 创建线程比创建进程,开销要小。
    缺点: 1)多线程编程,需特别小心,很容易发生错误。
    2)多线程调试很困难。
    3)把一个任务划分为两部分,
    用两个线程在单处理器上运行时,不一定更快。
    除非能确定这两个部分能同时执行、且运行在多处理器上。

  4. 线程的应用场合
    1) 需要让用户感觉在同时做多件事情时,
    比如,处理文档的进程,一个线程处理用户编辑,一个线程同时统计用户的字数。

    2) 当一个应用程序,需要同时处理输入、计算、输出时,
    可开3个线程,分别处理输入、计算、输出。
    让用户感觉不到等待。

  5. 线程的使用
    1)线程的创建
    pthread_create
    原型:int pthread_create (
    pthread_t *thread,
    pthread_attr_t *attr,
    void (*start_routine)(void),
    void *arg);

    参数:thread, 指向新线程的标识符。
    通过该指针返回所创建线程的标识符。
    attr, 用来设置新线程的属性。
    一般取默认属性,即该参数取NULL
    start_routine, 该线程的处理函数
    该函数的返回类型和参数类型都是void*
    arg, 线程处理函数start_routine的参数

    功能:创建一个新线程,
    同时指定该线程的属性、执行函数、执行函数的参数
    通过参数1返回该线程的标识符。

    返回值:成功,返回0
    失败,返回错误代码
    注意:大部分pthread_开头的函数成功时返回0,失败时返回错误码(而不是-1)

    注意:使用fork创建进程后,进程 马上就启动,但是是和父进程同时执行fork之后后的代码。
    使用pthread_create创建线程后,新线程马上就启动,即执行对应的线程处理函数。

    2)线程的终止
    pthread_exit
    原型:void pthread_exit (void *retval)
    功能:在线程函数内部调用该函数。
    终止该线程,并通过参数retval返回一个指针。
    该指针不能指向该线程的局部变量。

    3)等待指定线程结[
    pthread_join
    功能:类似与进程中的waitpid
    等待指定的线程结束,并使参数指向该线程函数的返回值(用pthread_exit返回的值)
    原型:int pthread_join (pthread_t th,
    void ** thread_return);
    参数:th, 指定等待的线程
    thread_return, 指向该线程函数的返回值
    线程函数的返回值类型为void*,故该参数的类型为void**

    4)使用线程程序的编译
    (1) 编译时,定义宏_REENTRANT
    即: gcc -D_REENTRANT (#define REENTRANT)

           功能:告诉编译器,编译时需要可重入功能。
                   即使得,在编译时,编译部分函数的可重入版本。
    
     (2) 编译时,指定线程库
          即: gcc -lpthread
          功能:使用系统默认的NPTL线程库, 
                   即在默认路径中寻找库文件libpthread.so 
                   默认路径为/usr/lib和/usr/local/lib
    
          当系统默认使用的不是NPTL线程库时(系统较老,2003年以前)
          指定:gcc  -L/usr/lib/nptl   -lpthread
          补充: -L 指定库文件所在的目录
                   -l  指定库文件的名称(-lpthread ,指库文件名为libpthread.so)
    
      总结:一般使用如下形式即可
             gcc   -D_REENTRANT   -lpthread    mythread.c    -o   mythread  
    

    4)实例
    main1.c

    实例
    创建一个线程,并传递一个字符串
    在新线程中,把所传递的字符串打印出来,
    并把字符串转换为大写,再返回给主线程
    新线程结束后,在主线程中,把所返回的结果打印输出。

#ifdef FUNC_A                            


void test_func(void)
{
    printf("world");
}  

#else 

void test_func(void)
{
    printf("hello");
}

#endif 

main1.c

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int my_global;

void* my_thread_handle(void *arg) 
{
    int val;

    val = *((int*)arg);

    printf("new thread begin, arg=%d\n", val);
    my_global += val;

    sleep(3);

    pthread_exit(&my_global);

    //  ≤ª‘Ÿ÷¥––
    printf("new thread end\n");
}

int main(void)
{
    pthread_t  mythread;
    int arg;
    int ret;
    void *thread_return;

    arg = 100;
    my_global = 1000;

    printf("my_global=%d\n", my_global);
    printf("ready create thread...\n");

    ret = pthread_create(&mythread, 0, my_thread_handle, &arg);
    if (ret != 0) {
        printf("create thread failed!\n");
        exit(1);
    }

    printf("wait thread finished...\n");
    ret = pthread_join(mythread, &thread_return);
    if (ret != 0) {
        printf("pthread_join failed!\n");
        exit(1);
    }
    printf("wait thread end, return value is %d\n", *((int*)thread_return));
    printf("my_global=%d\n", my_global);

    printf("create thread finished!\n");
}
posted @ 2016-04-01 13:55  夜色下的港湾  Views(219)  Comments(0Edit  收藏  举报