【UNIX环境高级编程】线程控制
1.线程属性
使用pthread_attr_t 结构修改线程默认属性，并把这些属性与创建的线程联系起来。
属性初始化：
#include<pthread.h> int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);//返回值：成功0，出错返回错误编号
去除初始化：
#include<pthread.h> int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);//返回值：成功0，出错返回错误编号
分离线程：
使用pthread_attr_setdetachstate函数把线程属性detachstate设置为以下两个合法值之一：
-
设置为PTHREAD_CREATE_DETACHED,以分离状态启动线程
-
设置为PTHREAD_CREATE_JOINABLE,正常启动线程
#include<pthrad.h> int pthread_attr_getdetachstate(const pthread_attr_t *restrict attr,int *detachstate); int pthread_attr_setdetachstate(pthread_sttr_t *attr,int detachstate);//返回值：成功0，出错返回错误编号
例程：以分离状态创建线程
#include<pthread.h>
#include"apue.h"
int makethread(void *(*fn)(void *),void *arg)
{
int err;
pthread_t tid;
pthread_attr_t attr;
err=pthread_attr_init(&err);
if(err != 0)
return(err);
err=pthread_attr_setdetach(&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED);
if(err == 0)
err = pthread_create(&tid,&attr,fn,arg);
pthread_attr_destroy(&attr);
return(err);
}
2.同步属性
2.1互斥量属性
初始化：
#include<pthread.h> int pthread_mutexattr_init(pthread_mutexattr_t *attr);//返回值：成功0，出错返回错误编号
回收：
#include<pthread.h> int pthread_mutexattr_destroy(pthread_mutexattr_t *attr);//返回值：成功0，出错返回错误编号
互斥量进程共享属性和类型属性
进程共享属性：pthread_mutexattr_getpshared查询进程共享属性，pthread_mutexattr_setpshared修改进程共享属性
#include<pthread.h> int pthread_mutexattr_getpshared(const pthread_mutexattr_t *restrict attr,int *restrict pshared); int pthread_mutexattr_setpshared(const pthread_mutexattr_t *attr,int *pshared);//返回值：成功0，出错返回错误编号
类型属性：pthread_mutexattr_gettype查询互斥量类型属性，pthread_mutexattr_settype修改互斥量类型属性
#include<pthread.h> int pthread_mutexattr_gettype(const pthread_mutexattr_t *restrict attr,int *restrict type); int pthread_mutexattr_settype(pthread_mutexattr_t *attr,int type);//返回值：成功0，出错返回错误编号
2.2读写锁属性
读写锁属性初始化：
#include<pthread.h> int pthread_rwlockattr_init(pthread_rwlockattr_t *attr);//返回值：成功0，出错返回错误编号
回收：
#include<pthread.h> int pthread_rwlockattr_destroy(pthread_rwlockattr_t *attr);//返回值：成功0，出错返回错误编号
读写锁支持唯一属性是进程共享属性，与互斥量的进程共享属性相同。
读取设置读写锁的共享属性：
#include<pthread.h> int pthread_rwlockattr_getpshared(const pthread_rwlockattr_t *restrict attr,int *restrict pshared); int pthread_rwlockattr_setpshared(const pthread_rwlockattr_t *attr,int *pshared);//返回值：成功0，出错返回错误编号
2.3条件属性
条件属性初始化：
#include<pthread.h> int pthread_condattr_init(pthread_condattr_t *attr);//返回值：成功0，出错返回错误编号
回收：
#include<pthread.h> int pthread_condattr_destroy(pthread_condattr_t *attr);//返回值：成功0，出错返回错误编号
条件属性支持唯一属性是进程共享属性。
读取设置读写锁的共享属性：
#include<pthread.h> int pthread_condattr_getpshared(const pthread_condattr_t *restrict attr,int *restrict pshared); int pthread_condattrr_setpshared(const pthread_condattr_t *attr,int *pshared);//返回值：成功0，出错返回错误编号
3.重入
线程安全：
如果一个函数在同一时刻可以被多个线程安全的调用，称该函数是线程安全的。
如果一个函数对多线程来说是可重入的，则说这个函数是线程安全的，但并不能说明对信号处理程序来说该函数也是可重入的。
异步-信号安全：
如果函数对异步信号处理程序的重入是安全的，那么久可以说函数是异步-信号安全的
4.线程私有数据
线程私有数据（也称线程特定数据）是存储和查询与某个线程相关的数据的一种机制。每个线程可以独立的访问数据副本，而不需要担心与其他线程的同步访问问题。
线程私有数据访问权的设立：键
在分配线程私有数据前，需要创建与该数据关联的键，这个键用于获取对线程私有数据的访问权。
#include<pthread.h> int pthread_key_create(pthread_key_t *keyp,void (*destructor)(void *));//返回值：成功0，出错返回错误编号
创建的键存放在keyp指向的内存单元，这个键可以被进程中的所有线程使用，但每个线程把这个键与不同的线程私有数据地址进行关联。
取消键与线程私有数据值得关联：**取消键**
#include<pthread.h> int pthread_key_delete(pthread_key_t *key);//返回值：成功0，出错返回错误编号
键和线程私有数据关联：
#include<pthread.h> void *pthread_getspecific(pthread_key_t key);//返回值：线程私有数据值，若没有值与键关联返回NULL int pthread_setspecific(pthread_key_t key,const void *value);//返回值：成功0，出错返回错误编号
5.取消选项
有两个线程属性并没有包含在pthread_attr_t 结构中，他们是可取消状态和可取消类型
这两个属性影响着线程在相应pthread_cancel函数调用时所呈现的行为。
可取消状态属性
可以是PTHREAD_CANCEL_ENABLE,也可以是PTHREAD_CANCEL_DISABLE
pthread_setcancelstate修改可取消状态
#include<pthread.h> int pthread_setcancelstate(int state,int *lodstate);//返回值：成功0，出错返回错误编号
可取消类型
也称为延迟取消，调用pthread_cancel后，在线程到达取消点前，并不会出现真正的取消。pthread_setcanceltype来修改取消类型
#include<pthread.h> int pthread_setcanceltype(int type,int *oldtype);//返回值：成功0，出错返回错误编号
6.线程和信号
每个线程都有自己的信号屏蔽字，但是信号的处理是进程中所有线程共享的。
阻止信号发送：
#include<pthread.h> int pthread_sigmask(int how,const sigset_t *restrict set,sigset_t *restrict oset);//返回值：成功0，出错返回错误编号
等待信号发生：
#include<pthread.h> int sigwait(const sigset_t *restrict set,int *restrict signop);//返回值：成功0，出错返回错误编号
set参数指出线程等待的信号集，signop指向的整数将作为返回值，表明发送信号的数量
7.线程和fork
清除锁状态：
通过调用pthread_atfork函数建立fork处理函数
#include<pthread.h> int pthread_atfork(void (*prepare)(void),void (*parent)(void),void (*child)(void));//返回值：成功0，出错返回错误编号
pthread_atfork可安装三个帮助清理锁的函数：
-
prepare fork处理程序由父进程在fork创建子进程前调用，获取父进程定义的所有锁
-
parent fork处理程序是在fork创建了子进程以后，但在fork返回之前在父进程环境中调用，对prepare fork处理程序获得的所有锁进行解锁
-
child fork处理程序在fork返回之前在子进程环境中调用，释放prepare fork处理程序获得的所有锁。
例程：
#include<pthread.h>
#include"apue.h"
pthread_mutex_t lock1=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_t lock2=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;//初始化互斥量锁
void prepare(void)
{
printf("preparing locks----------\n");
pthread_mutex_lock(&lock1);
pthread_mutex_lock(&lock2);//准备加锁
}
void parent(void)
{
printf("parent unlocking locks------\n");
pthread_mutex_unlock(&lock1);
pthread_mutex_unlock(&lock2);//父处理程序解锁
}
void child(void)
{
printf("child unlocking locks------\n");
pthread_mutex_unlock(&lock1);
pthread_mutex_unlock(&lock2);//子处理程序解锁
}
void *thr_fn(void *arg)
{
printf("thread started ------\n");
pause();
return 0;
}
int main(void)
{
int err;
pid_t pid;
pthread_t tid;
#if defined(BSD)||defined(MACOS)
printf("pthread_atfork is unsupported\n");
#else
if((err=pthread_atfork(prepare,parent,child)) != 0)//创建fork处理程序
err_exit(err,"can't install fork handlers");
err=pthread_create(&tid,NULL,thr_fn,0);
if(err != 0)
err_exit(err,"can't create pthread");
sleep(2);
printf("parent about to fork ----\n");
if((pid = fork())<0)
err_quit("fork failed");
else if(pid==0)
printf("child return fork\n");//子进程
else
sleep(1);
printf("parent return fork\n");//父进程
#endif
exit(0);
}
运行结果：
（1）程序中定义了两个互斥量，lock1和lock2，prepare fork处理程序获取这两把锁，child fork处理程序在子进程中释放锁，parent fork在父进程中释放锁
（2）prepare fork处理程序在调用fork后运行，child fork处理程序在fork调用返回到子进程之前运行，parent fork处理程序在fork调用返回给父进程前运行、