linux下c語言的多線程編程
我們在寫linux的服務(wù)的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)用到linux的多線程技術(shù)以提高程序性能
多線程的一些小知識(shí)：
一個(gè)應(yīng)用程序可以啟動(dòng)若干個(gè)線程。
線程(Lightweight Process，LWP），是程序執(zhí)行的最小單元。
一般一個(gè)最簡單的程序最少會(huì)有一個(gè)線程，就是程序本身，也就是主函數(shù)（單線程的進(jìn)程可以簡單的認(rèn)為只有一個(gè)線程的進(jìn)程）
一個(gè)線程阻塞并不會(huì)影響到另外一個(gè)線程。
多線程的進(jìn)程可以盡可能的利用系統(tǒng)CPU資源。
1創(chuàng)建線程
先上一段在一個(gè)進(jìn)程中創(chuàng)建一個(gè)線程的簡單的代碼，然后慢慢深入。
#include<pthread.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
void * func(void * arg)
{
printf("func run...\n");
return NULL;
}
int main()
{
pthread_t t1;
int err = pthread_create(&t1,NULL,func,NULL);
if(err!=0)
{
printf("thread_create Failed:%s\n",strerror(errno));
}else{
printf("thread_create success\n");
}
sleep(1);
return EXIT_SUCCESS;
}
int pthread_create(pthread_t *thread,const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void*), void *arg);
在main函數(shù)里面我們調(diào)用上面的函數(shù)進(jìn)行創(chuàng)建一個(gè)線程。
函數(shù)參數(shù)：
第一個(gè)參數(shù)：pthread_t代表創(chuàng)建線程的唯一標(biāo)識(shí)，是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，需要我們創(chuàng)建好后，將這個(gè)結(jié)構(gòu)體的指針傳遞過去。
第二個(gè)參數(shù)：pthread_attr_t,代表創(chuàng)建這個(gè)線程的一些配置，比如分配棧的大小等等。。一般我們可以填NULL,代表默認(rèn)的創(chuàng)建線程的配置
第三個(gè)參數(shù)：代表一個(gè)函數(shù)的地址，創(chuàng)建線程時(shí)，會(huì)調(diào)用這個(gè)函數(shù)，函數(shù)的返回值是void*,函數(shù)的參數(shù)也是void*,一般格式就像void * func(void * arg){}
第四個(gè)參數(shù)：代表調(diào)用第三個(gè)函數(shù)傳遞的參數(shù)
函數(shù)返回值：
函數(shù)成功返回0，如果不等于0則代表函數(shù)調(diào)用失敗，此時(shí)通過strerror(errno)可以打印出具體的錯(cuò)誤。
注意：每個(gè)線程都擁有一份errno副本，不同的線程擁有不同的errno
最后通過gcc編譯
gcc 1createthread.c -c -o 1createthread.o gcc 1createthread.o -o thr1 -lpthread
編譯的時(shí)候需要加上-lpthread 用來鏈接libpthread.so動(dòng)態(tài)庫，不然會(huì)提示找不到function
函數(shù)調(diào)用返回結(jié)果
問題：為什么調(diào)用sleep函數(shù)
答：可能新創(chuàng)建的線程還沒運(yùn)行到打印的方法主線程就結(jié)束了，而主線程結(jié)束，所有線程都會(huì)結(jié)束了。
2線程掛起
有時(shí)候我們在一個(gè)線程中創(chuàng)建了另外一個(gè)線程，主線程要等到創(chuàng)建的線程返回了，獲取該線程的返回值后主線程才退出。這個(gè)時(shí)候就需要用到線程掛起。
int pthread_join(pthread_t th, void **thr_return);。
pthread_join函數(shù)用于掛起當(dāng)前線程，直至th指定的線程終止為止。
#include<pthread.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
void * func(void * arg)
{
int i=0;
for(;i<5;i++)
{
printf("func run%d\n",i);
sleep(1);
}
int * p = (int *)malloc(sizeof(int));
*p=11;
return p;
}
int main()
{
pthread_t t1,t2;
int err = pthread_create(&t1,NULL,func,NULL);
if(err!=0)
{
printf("thread_create Failed:%s\n",strerror(errno));
}else{
printf("thread_create success\n");
}
void *p=NULL;
pthread_join(t1,&p);
printf("線程退出：code=%d\n",*(int*)p);
return EXIT_SUCCESS;
}
函數(shù)執(zhí)行結(jié)果
我們主函數(shù)一直在等待創(chuàng)建的線程執(zhí)行完，并且得到了線程執(zhí)行結(jié)束的返回值
3線程終止
進(jìn)程終止時(shí)exit()函數(shù)，那么線程終止是什么呢？
線程終止的三種情況：
線程只是從啟動(dòng)函數(shù)中返回，返回值是線程的退出碼。
線程可以被同一進(jìn)程中的其他線程取消。
線程調(diào)用pthread_exit。
#include<pthread.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
void * func(void * arg)
{
int i=0;
while(1)
{
if(i==10)
{
int * p = (int *)malloc(sizeof(int));
*p=11;
pthread_exit(p);
}
printf("fun run %d\n",i++);
sleep(1);
}
return NULL;
}
int main()
{
pthread_t t1,t2;
int err = pthread_create(&t1,NULL,func,NULL);
if(err!=0)
{
printf("thread_create Failed:%s\n",strerror(errno));
}else{
printf("thread_create success\n");
}
void *p=NULL;
pthread_join(t1,&p);
printf("線程退出：code=%d",*(int*)p);
return EXIT_SUCCESS;
}
void pthread_exit(void *arg);
pthread_exit函數(shù)的參數(shù)就跟正常線程結(jié)束return的使用時(shí)一樣的，都會(huì)被等待它結(jié)束的主線程獲取到。
函數(shù)運(yùn)行結(jié)果：
4線程分離
int pthread_detach(pthread_t th);
pthread_detach函數(shù)使線程處于被分離狀態(tài)。
如果不等待一個(gè)線程，同時(shí)對線程的返回值不感興趣，可以設(shè)置這個(gè)線程為被分離狀態(tài)，讓系統(tǒng)在線程退出的時(shí)候自動(dòng)回收它所占用的資源。
一個(gè)線程不能自己調(diào)用pthread_detach改變自己為被分離狀態(tài)，只能由其他線程調(diào)用pthread_detach。
5線程取消
int pthread_cancel(pthread_t th);
pthread_cancel函數(shù)允許一個(gè)線程取消th指定的另一個(gè)線程。
函數(shù)成功，返回0，否則返回非0。
#include<pthread.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
void * func1(void * arg)
{
while(1)
{
printf("fun run...\n");
sleep(1);
}
return NULL;
}
int main()
{
pthread_t t1;
if(pthread_create(&t1,NULL,func1,NULL)!=0)
{
printf("thread_create Failed:%s\n",strerror(errno));
return -1;
}
sleep(5);
pthread_cancel(t1);
pthread_join(t1,NULL);
return EXIT_SUCCESS;
}
函數(shù)執(zhí)行結(jié)果：
上面我們說過創(chuàng)建一個(gè)線程函數(shù)pthread_create的第二個(gè)參數(shù)，用來決定創(chuàng)建線程的一些初始化狀態(tài)，這里我們 舉個(gè)例子，改線程一創(chuàng)建就是分離狀態(tài)的線程（
上面介紹了pthread_detach函數(shù)的概念，可以通過pthread_attr_t在創(chuàng)建線程的時(shí)候就指定線程屬性為detach，而不用創(chuàng)建以后再去修改線程屬性。
）
先上一段代碼：
#include<pthread.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
void * func(void * arg)
{
int i=0;
for(;i<5;i++)
{
printf("func run%d\n",i);
sleep(1);
}
int * p = (int *)malloc(sizeof(int));
*p=11;
return p;
}
int main()
{
pthread_t t1;
pthread_attr_t attr;//申明一個(gè)attr的結(jié)構(gòu)體
pthread_attr_init(&attr);//初始化結(jié)構(gòu)體
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);//設(shè)置線程為分離線程
int err = pthread_create(&t1,&attr,func,NULL);
if(err!=0)
{
printf("thread_create Failed:%s\n",strerror(errno));
}else{
printf("thread_create success\n");
}
pthread_attr_destroy(&attr);
pthread_join(t1,NULL);
printf("主線程退出\n");
return EXIT_SUCCESS;
}
pthread_attr_t就是我們要傳入的參數(shù)的結(jié)構(gòu)體，一般申明的步驟有
1，申明一個(gè)pthread_attr_t對象
2，函數(shù)pthread_attr_init初始化attr結(jié)構(gòu)。
3，設(shè)置線程的一些屬性，比如pthread_attr_setdetachstate函數(shù)就是設(shè)置該線程創(chuàng)建的時(shí)候?yàn)檎顟B(tài)還是分離狀態(tài)。
4，函數(shù)pthread_attr_destroy釋放attr內(nèi)存空間
pthread_attr_setdetachstate把線程屬性設(shè)置為下面兩個(gè)合法值之一：
|
值 |
說明 |
|
PTHREAD_CREATE_DETACHED |
設(shè)置線程為分離狀態(tài) |
|
PTHREAD_CREATE_JOINABLE |
設(shè)置線程為正常狀態(tài) |
上面函數(shù)運(yùn)行結(jié)果：
因?yàn)榫€程是個(gè)分離狀態(tài)的，所以pthread_join掛起會(huì)失效，主線程很快運(yùn)行結(jié)束，程序也就結(jié)束了，創(chuàng)建的線程還沒來得及運(yùn)行
線程同步
有時(shí)候我們多個(gè)線程處理訂單扣減庫存會(huì)遇到這樣的問題，兩個(gè)線程同時(shí)進(jìn)入一段代碼先查詢庫存，兩個(gè)都查出來為還剩一件庫存，第一個(gè)線程用掉這個(gè)庫存后，將庫存變?yōu)?，但是第二個(gè)線程剛才也查出來為1了，所以他還認(rèn)為有庫存，
這個(gè)時(shí)候操作就會(huì)引發(fā)我們想不到的意外，庫存變?yōu)樨?fù)數(shù)了??！所以這個(gè)時(shí)候就需要使用線程的同步??！
先上一段代碼看看效果：
#include<pthread.h>
#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
void * func(void * arg)
{
int threadno =*(int*)arg;
int i=0;
for(;i<10;i++)
{
printf("%d thread%d \n",threadno,i);
sleep(1);
}
return NULL;
}
int main()
{
pthread_t t1,t2;
int i1=1,i2=2;
pthread_create(&t1,NULL,func,&i1);
pthread_create(&t2,NULL,func,&i2);
pthread_join(t1,NULL);
pthread_join(t2,NULL);
printf("主線程退出\n");
return EXIT_SUCCESS;
}
函數(shù)運(yùn)行結(jié)果：
可以看到兩個(gè)線程是沒有規(guī)律的爭相處理的，如果這段代碼是扣減庫存就完蛋啦！，所以我們要對這段代碼進(jìn)行加鎖，同一時(shí)刻只能有一個(gè)線程進(jìn)入操作！
先上代碼：
#include<pthread.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
void * func(void * arg)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);//對mutex加鎖，其他線程進(jìn)入后將會(huì)掛起，知道這個(gè)鎖被解鎖
int threadno =*(int*)arg;
int i=0;
for(;i<10;i++)
{
printf("%d thread%d \n",threadno,i);
sleep(1);
}
pthread_mutex_unlock(&mutex);
return NULL;
}
int main()
{
pthread_t t1,t2;
int i1=1,i2=2;
pthread_create(&t1,NULL,func,&i1);
pthread_create(&t2,NULL,func,&i2);
pthread_join(t1,NULL);
pthread_join(t2,NULL);
printf("主線程退出\n");
return EXIT_SUCCESS;
}
函數(shù)運(yùn)行結(jié)果：
可以看到第二個(gè)線程先進(jìn)入后一直運(yùn)行結(jié)束，對mutex解鎖后，第一個(gè)線程才能進(jìn)方法里面運(yùn)行！否則會(huì)掛起，一直等到鎖被解鎖！
PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER是初始化一個(gè)快速鎖的宏定義。
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
加鎖解鎖函數(shù)：
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex); int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
總結(jié)
以上所述是小編給大家介紹的linux下c語言的多線程編程，希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對腳本之家網(wǎng)站的支持！
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