Linux C 线程的使用

什么是线程

线程的定义

线程是一个程序中的运行流，有自己的内存空间和栈空间，并且同一个程序的线程之间的资源可以共享。

一个单一的线程可以包含多个线程，并且它们均属于同一个进程（程序）。这些线程共享相同的全局内存（包括内存空间和栈）。

线程的分离状态

线程的分离状态决定了线程以什么方式终止自己，通常我们创建的线程处于非分离状态，父线程需要通过pthread_join函数等待子线程的结束才可以释放自己的资源。而处于线程分离状态的线程则不需要父线程等待。

使用线程的优点和缺点

使用线程的优点就是可以使程序并行执行任务，而不必等待其他任务完成再执行。

使用线程的缺点是由于多个线程共享资源，所以如果处理不当可能会带来不可预期的问题。

怎么/何时使用线程

头文件：

#include <pthread.h>

需要的编译条件：

-pthread

所使用的函数：

函数原型	函数功能
int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr); int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);	对线程属性初始化/去除初始化
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);	创建线程
int pthread_cancel(pthread_t thread);	向线程发送终止信号
int pthread_detach(pthread_t thread);	使线程进入分离态
int pthread_equal(pthread_t t1, pthread_t t2);	比较两个线程的标识符
void pthread_exit(void *retval);	使线程退出
int pthread_getattr_np(pthread_t thread, pthread_attr_t *attr);	通过结构体初始化，用于明确指定线程属性
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);	等待指定线程的结束
pthread_t pthread_self(void);	返回线程当前的描述符

对线程属性进行初始化和去初始化

1. int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);

2. int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);

线程所具有的属性可保存在pthread_attr_t结构体中，要为线程指定属性必须首先对这个结构体进行初始化，使用完后需要注意去初始化。

参数说明：

pthread_attr_t记录了线程属性，结构体如下：

typedef struct
{
    int               detachstate;   线程的分离状态
    int               schedpolicy;   线程调度策略
    structsched_param schedparam;    线程的调度参数
    int               inheritsched;  线程的继承性
    int               scope;         线程的作用域
    size_t            guardsize;     线程栈末尾的警戒缓冲区大小
    int               stackaddr_set; 
    void*             stackaddr;     线程栈的位置
    size_t            stacksize;     线程栈的大小
}pthread_attr_t;

The pthread_attr_t type should be treated as opaque: any access to the object other than via pthreads functions is nonportable and produces undefined results.

pthread_attr_t对象是不可见的，因此不可以直接改变其元素的值

从pthread_attr_t的元素中可以看出，可以通过设置该参数来配置线程的各种属性。

返回值：

执行成功返回0,失败返回一个非零的错误码。

下面例子展示将线程设置为分离态的方法：

#iinclude<pthread.h>
// 子线程
void *child_thread(void *arg)
{
    printf(“child thread run!\n”);
}



int main(int argc,char *argv[ ])
{
      pthread_ttid;        // 线程ID
      pthread_attr_tattr;  // 线程属性

      pthread_attr_init(&attr);    // 初始化线程属性
      pthread_attr_setdetachstate(&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED);    // 修改线程属性为分离态
      pthread_create(&tid,&attr,fn,arg);    // 创建线程
      pthread_attr_destroy(&attr);    // 线程属性对象去初始化
      sleep(1);
}

创建线程

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

创建一个新的子线程

参数说明：

thread：创建线程的描述符

attr：线程属性

(*start_routine) (void )：线程的入口函数

*arg：入口函数的参数

返回值：

成功返回0,失败返回错误码，并且thread的内容未定义

终止线程

int pthread_cancel(pthread_t thread);

向指定的线程发送终止信号

参数说明：

thread：线程的描述符

返回值：

成功返回0,失败返回非零错误码

使线程进入分离态

int pthread_detach(pthread_t thread);

对已创建完成的线程进行分离

参数说明：

thread：线程的描述符

返回值：

成功返回0,失败返回错误码

对比线程描述符是否相同

int pthread_equal(pthread_t t1, pthread_t t2);

对比t1和t2是否使同一个线程

参数说明：

t1：要对比的第一个线程描述符

t2：要对比的第二个线程描述符

返回值：

如果两个描述符相同那么返回非零值，否则返回0

使线程退出

void pthread_exit(void *retval);

使线程退出

参数说明：

retval：函数的返回值，这个值可以被pthread_join函数接收到

等待线程的结束

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

父线程将被堵塞等待线程的结束

参数说明：

thread：等待的线程描述符

retval：线程的结束返回值，通过pthread_exit返回或者return返回

返回值：

成功返回0,失败返回错误码。

获取当前线程的描述符

pthread_t pthread_self(void);

用于获取当前线程的线程描述符

返回值：

这个函数总是能成功执行的，返回当前线程的描述符。

Demo

#include <iostream>
#include <strings.h>
#include <pthread.h>

using namespace std;
char msg[64] = "hello i am work thread, this is my msg to you!";

void *work_thread(void *m)
{
    int id = *(int*)m;
    pthread_t thread_id = pthread_self();
    cout << "hello i am work thread: " << thread_id << " and i will send a msg to father thread" << endl;
    // pthread_exit((void *)&msg);
    return msg;
}

int main(int argc, char *args[])
{
    pthread_t thread_id;
    int i = 9;
    char *p = NULL;

    cout << "hello this is a thread test program" << endl;
    cout << "now i will create a thread!" << endl;
    pthread_create(&thread_id, NULL, &work_thread, (void*)&i);
    cout << "thread is created! now waitting for it exit!" << endl;
    pthread_join(thread_id, (void**)&p);
    cout << "thread is exit, and return a string: " << endl;
    cout << "\t" << p << endl;
    return 0;
}

程序输出：

1. hello this is a thread test program
2. now i will create a thread!
3. thread is created! now waitting for it exit!
4. hello i am work thread: 140184866203392 and i will send a msg to father thread
5. thread is exit, and return a string:
6. hello i am work thread, this is my msg to you!