Linux高级编程--08.线程概述

线程

有的时候,我们需要在一个基础中同时运行多个控制流程。例如:一个图形界面的下载软件,在处理下载任务的同时,还必须响应界面的对任务的停止,删除等控制操作。这个时候就需要用到线程来实现并发操作。

和信号处理函数的控制在处理完信号之后就结束不同的是,多线程的控制流程可以长期并存,操作系统会在各线程之间调度和切换,就像在多个进程之间调度和切换一样,但创建线程开销要比进程小得多。因此,线程往往也被称作轻量级的进程。

由于同一进程的多个线程共享同一地址空间,数据段是共享的,如果定义一个全局变量,在各线程中都可以访问到。但有,些资源依然是每个线程各有一份的:

  • 线程id
  • 上下文,包括各种寄存器的值、程序计数器和栈指针
  • 栈空间
  • errno变量
  • 信号屏蔽字
  • 调度优先级

我们一般用到的是由POSIX标准定义的线程库函数,称为POSIX thread或者pthread。在Linux上线程函数位于libpthread共享库中,因此在编译时要加上-lpthread选项。

创建线程

在POSIX库中,创建线程是通过函数实现的,它的声明如下:

#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);

它有四个参数,

  • 第一个参数thread为创建后的线程标识符的指针。
  • 第二个参数attr为线程属性,可选为PTHREAD_CREATE_DETACHED(分离线程)和 PTHREAD _CREATE_JOINABLE(非分离线程),一般是直接用NULL。
  • 第三个参数start_routine为线程的运行函数
  • 第四个参数arg为线程运行函数的参数

创建成功时,返回0,失败是返回错误码。这个和其它的系统函数失败返回-1,由errno返回错误码不大一样。

等待线程结束

有的时候,我们需要等待线程结束,此时才能继续执行后面的事情。拿前面的例子来说,如果不等待线程结束,则主线程(main函数)会直接往下执行导致程序退出,线程函数都无法得到执行。

pthread库中等待线程结束的函数是pthread_join,它的声明如下:

#include <pthread.h>
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

它有两个参数,

  • 第一个参数是线程标识符,
  • 第二个参数是个出参,用户获取线程函数的返回值。

终止线程

终止线程的方法一般来说有如下几种:

  • 线程函数调用return终止自己
  • 线程调用pthread_exit终止自己
  • 线程可以调用pthread_cancel终止同一进程中的其它线程

其中,方法1和方法2都是通过结束线程函数来实现主动退出的,它们是比较常用的方法。方法3则是一种强制终止的做法,这个方法一个问题就是导致对象的析构函数可能无法执行,会出现资源泄漏,并不推荐用这种方法。

一个简单的示例

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

void* thr_fn(void *arg)
{
    pid_t pid = getpid();
    pthread_t tid = pthread_self();

    printf("%s pid %u tid %u (0x%x)\n", arg, (unsigned int)pid,    (unsigned int)tid, (unsigned int)tid);

    return NULL;
}

int main(void)
{
    pthread_t ntid = {0};

    int err = pthread_create(&ntid, NULL, thr_fn, (void*)"new thread: ");
    if (err != 0)
    {
        fprintf(stderr, "can't create thread: %s\n", strerror(err));
        exit(1);
    }

    void *tret;
    pthread_join(ntid, &tret);
    printf("thread exited\n");

    return 0;
}

编译程序

gcc thread.c  -o thread -lpthread

运行结果

new thread:  pid 21231 tid 1082132800 (0x40800940)
thread exited




posted @ 2016-05-12 14:53  linzj  阅读(251)  评论(0编辑  收藏  举报