Linux编程- pthread_barrier_xxx介绍

原文地址：https://blog.csdn.net/jackailson/article/details/51052609

pthread_barrier

  pthread_barrier_xxx系列函数在<pthread.h>中定义，用于多线程的同步，它包含下列三个函数：

  —pthread_barrier_init();

  —pthread_barrier_wait();

  —pthread_barrier_destroy();

  那么pthread_barrier_xxx是用来做什么的？这三个函数又怎么配合使用呢？

  pthread_barrier_xxx其实只做且只能做一件事，就是充当栏杆（barrier意为栏杆）形象的说就是把先后到达的多个线程挡在同一栏杆前，直到所有线程到齐，然后撤下栏杆同时放行。

  1)、init函数负责指定要等待的线程个数；

  2)、wait()函数由每个线程主动调用，它告诉栏杆“我到起跑线前了”。wait()执行末尾栏杆会检查是否所有人都到栏杆前了，如果是，栏杆就消失所有线程继续执行下一句代码；如果不是，则所有已到wait()的线程停在该函数不动，剩下没执行到wait()的线程继续执行；

  3)、destroy函数释放init申请的资源。

1、函数原型

#include <pthread.h>

int pthread_barrier_init(pthread_barrier_t *restrict barrier, const pthread_barrierattr_t *restrict attr, unsigned count);

int pthread_barrier_wait(pthread_barrier_t *barrier);

int pthread_barrier_destroy(pthread_barrier_t *barrier);

参数解释：

pthread_barrier_t：是一个计数锁，对该锁的操作都包含在三个函数内部，我们不用关心也无法直接操作，只需要实例化一个对象丢给它就好。

pthread_barrierattr_t：锁的属性设置，设为NULL让函数使用默认属性即可。

count：你要指定的等待个数。

2、使用场景

这种“栏杆”机制最大的特点就是最后一个执行wait的动作最为重要，就像赛跑时的起跑枪一样，它来之前所有人都必须等着。所以实际使用中，pthread_barrier_xxx常常用来让所有线程等待“起跑枪”响起后再一起行动。比如我们可以用pthread_create()生成100个线程，每个子线程在被create出的瞬间就会自顾自的立刻进入回调函数运行。但我们可能不希望它们这样做，因为这时主进程还没准备好，和它们一起配合的其它线程还没准备好，我们希望它们在回调函数中申请完线程空间、初始化后停下来，一起等待主进程释放一个“开始”信号，然后所有线程再开始执行业务逻辑代码。

为了解决上述场景问题，我们可以在init时指定n+1个等待，其中n是线程数。而在每个线程执行函数的首部调用wait()。这样100个pthread_create()结束后所有线程都停下来等待最后一个wait()函数被调用。这个wait()由主进程在它觉得合适的时候调用就好。最后这个wait()就是鸣响的起跑枪。

3、程序示例

下面的程序，在main函数中，pthread_barrier_init()指定2+1个等待，接着创建了2个线程，然后主进程延时6秒，之后调用pthread_barrier_wait()来让线程接着运行，程序如下：

/*
********************************************************************************
*描述:pthread_barrier_xxx程序示例
*Use:gcc pthread_barrier_xxx.c -lpthread
*    ./a.out
*By:Ailson Jack
*Date:2016.03.24
*Blog:www.only2fire.com
********************************************************************************
*/

#include        <stdio.h>
#include        <unistd.h>
#include        <pthread.h>
#include        <time.h>

pthread_barrier_t barrier;

void *Task1(void *arg);
void *Task2(void *arg);

int main(void)
{
    int policy,inher;
    pthread_t tid;
    pthread_attr_t attr;
    struct sched_param param;

    //初始化线程属性
    pthread_attr_init(&attr);
    pthread_barrier_init(&barrier,NULL,2 + 1);//2+1个等待

    //创建线程1
    pthread_create(&tid, &attr,Task1,NULL);

    //创建线程2
    pthread_create(&tid, &attr,Task2,NULL);

    printf("main process will sleep 6s.\r\n");
    sleep(6);/*等待6s后,才让线程运行*/
    pthread_barrier_wait(&barrier);//起跑枪“砰!”

    pthread_join(tid, NULL);
    pthread_barrier_destroy(&barrier);
}

void *Task1(void *arg)
{
    printf("Task1 will be blocked.\r\n");
    pthread_barrier_wait(&barrier);//所有线程都被阻塞在这里
    printf("Task1 is running.\r\n");
    sleep(3);//延时3s
    pthread_exit(NULL);
}

void *Task2(void *arg)
{
    printf("Task2 will be blocked.\r\n");
    pthread_barrier_wait(&barrier);//所有线程都被阻塞在这里
    printf("Task2 is running.\r\n");
    sleep(3);//延时3s
    pthread_exit(NULL);
}

  程序的运行结果如下图所示：

lvtongxing@lvtongxing-ThinkPad-T430:~/Documents/mycode$ g++ tmp.cpp -lpthread
lvtongxing@lvtongxing-ThinkPad-T430:~/Documents/mycode$ ./a.out 
Task1 will be blocked.
main process will sleep 6s.
Task2 will be blocked.
Task2 is running.
Task1 is running.
lvtongxing@lvtongxing-ThinkPad-T430:~/Documents/mycode$