Helper2416-43——Linux_Programing——POSIX线程基础篇

yuanlai2010

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POSIX线程基础篇

参与Helper2416开发板助学计划心得

使用NPTL线程库实现

线程的定义：

        在一个程序中的多个执行路线就叫做线程，线程是一个进程内的一个控制序列。

        也就是说，进程是由一个或多个线程组成的，线程是程序执行的最小单位。

        

线程与进程的创建过程比较：

        当进程执行fork调用时，将创建出该进程的一个新副本，这个新进程拥有自己的变量和自己的PID，它的时间调度也是独立的，它的执行几乎完全独立于父进程。

        当在进程中创建一个新线程时，新的执行线程将拥有自己的栈（拥有自己的局部变量。），但与它的创建者共享全局变量、文件描述符、信号处理函数和当前目录状态。

可以这样理解：线程其实就是一个特殊的函数，当有多个线程的时候，这些特殊的函数可以同时被CPU执行

线程的优点缺点：

优点：

1：让程序看起来是在同时处理多件事情（多任务）。

        2：线程之间的切换需要操作系统做的工作比进程之间的切换少的多，因此多个线程对资源的需求要远小于多个进程。

缺点：

1：基于线程的程序设计相当复杂，且容易出错。

        2：在单核处理器上并不能体现出线程的优势。

        

线程编程基础：

线程有一套完整的与其有关的函数库调用，它们中的绝大多数函数名都以pthread_开头。为了使用这些函数库调用，我们必须定义宏_REENTRANT，在程序中包含头文件pthread.h，并在编译程序时需要要用选项-lpthread来链接线程库。

编译示例：gcc-D_REENTRANT thread0.c -othread -lpthread

#include

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

void pthread_exit(void *retval);

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

pthread_create

函数原型：int pthread_create(pthread_t *thrad, pthread_attr_t *attr,

                                                void *(*start_routine)(void *), void *arg);

函数功能：创建一个新线程。

函数返回：调用成功返回0，调用失败返回错误代码。

参数说明：

第一个参数*thread，是指向pthread_t类型数据的指针，线程被创建时，这个指针指向的变量中将被写入一个标识符，可以通过此标识符来引用新线程。

第二个参数*attr，用于设置线程的属性，一般不需要设置，通常设置此参数为NULL。

第三个参数void*(*start_routine)(void *)，即线程将要启动执行的函数，

第四个参数*arg，传递给void*(*start_routine)(void *)的参数。

pthread_exit

函数原型：void pthread_exit(void *retval);

函数功能：终止调用它的线程并返回一个指向某个对象的指针。

参数说明：要返回的对象的指针，返回的值需要通过pthread_join才能得到。

                   注意！绝对不能返回局部变量的指针，因为线程结束后，局部变量就不存在了。

pthread_join

函数原型：int pthread_join(pthread_t thread, void **thread_return);

函数功能：用于等待收集线程的信息。

函数返回：调用成功返回0，调用失败返回错误代码。

参数说明：

第一个参数pthread_tthread，指定将要等待的线程，线程通过pthread_create返回的标识符来指定。

第二个参数void**thread_return，它本身是一个指针，指向另一个指针，而后者指向线程的返回值。

代码实践：

1. #include <pthread.h>
   
2. #include <stdio.h>
   
3. #include <stdlib.h>
   
4. #include <unistd.h>
   
5. 
   
6. 
   
7. void *pthread1(void *arg);
   
8. void *pthread2(void *arg);
   
9. 
   
10. int main()
    
11. {
    
12.         pthread_t thread_id1,thread_id2;
    
13.         void *thread_result1, *thread_result2;
    
14.         int res;
    
15.         
    
16.         res = pthread_create(&thread_id1,NULL,pthread1,NULL);
    
17.         if(res){
    
18.                 perror("pthread1 is not created ...\n");
    
19.                 exit(EXIT_FAILURE);
    
20.         }
    
21. 
    
22.         res = pthread_create(&thread_id2,NULL,pthread2,NULL);
    
23.         if(res){
    
24.                 perror("pthread2 is not created ...\n");
    
25.                 exit(EXIT_FAILURE);
    
26.         }
    
27. 
    
28.         res = pthread_join(thread_id1,&thread_result1);
    
29.         if(res){
    
30.                 perror("pthread1 join failed ...\n");
    
31.                 exit(EXIT_FAILURE);
    
32.         }
    
33. 
    
34.         res = pthread_join(thread_id2,&thread_result2);
    
35.         if(res){
    
36.                 perror("pthread2 join failed ...\n");
    
37.                 exit(EXIT_FAILURE);
    
38.         }
    
39.         
    
40.         printf("the pthread1 return %s\n",(char *)thread_result1);
    
41.         printf("the pthread2 return %s\n",(char *)thread_result2);
    
42.         return 0;
    
43. }
    
44. 
    
45. 
    
46. void *pthread1(void *arg)
    
47. {
    
48.         int i;
    
49.         for(i=0;i<10;i++){
    
50.                 printf("hello this is pthread1 --> %d\n",i);
    
51.                 sleep(1);
    
52.         }
    
53.         pthread_exit("pthread1 finished ...\n");        
    
54. }
    
55. 
    
56. void *pthread2(void *arg)
    
57. {
    
58.         int i;
    
59.         for(i=0;i<10;i++){
    
60.                 printf("hello this is pthread2 --> %d\n",i);        
    
61.                 sleep(1);
    
62.         }
    
63.         pthread_exit("pthread2 finished ...\n");
    
64. }

复制代码

运行结果：

1. [yuanlai@fedora pthread]$ ls
   
2. pthread0_arm  pthread0.c
   
3. [yuanlai@fedora pthread]$ gcc -D_REENTRANT pthread0.c -o pthread0 -lpthread
   
4. [yuanlai@fedora pthread]$ ls
   
5. pthread0  pthread0_arm  pthread0.c
   
6. [yuanlai@fedora pthread]$ ./pthread0
   
7. hello this is pthread1 --> 0
   
8. hello this is pthread2 --> 0
   
9. hello this is pthread2 --> 1
   
10. hello this is pthread1 --> 1
    
11. hello this is pthread2 --> 2
    
12. hello this is pthread1 --> 2
    
13. hello this is pthread2 --> 3
    
14. hello this is pthread1 --> 3
    
15. hello this is pthread2 --> 4
    
16. hello this is pthread1 --> 4
    
17. hello this is pthread2 --> 5
    
18. hello this is pthread1 --> 5
    
19. hello this is pthread2 --> 6
    
20. hello this is pthread1 --> 6
    
21. hello this is pthread2 --> 7
    
22. hello this is pthread1 --> 7
    
23. hello this is pthread2 --> 8
    
24. hello this is pthread1 --> 8
    
25. hello this is pthread2 --> 9
    
26. hello this is pthread1 --> 9
    
27. the pthread1 return pthread1 finished ...
    
28. 
    
29. the pthread2 return pthread2 finished ...
    
30. 
    
31. [yuanlai@fedora pthread]$
    

复制代码

程序正常运行，会有三个线程，一个主线程，两个子线程，由于没有任何的同步机制，两个子线程的输出结果并没有什么规律。

论坛ID：yuanlai2010

发表时间：2014-09-11

yinsua

不错，学习了~~

spacexplorer

非常不错，继续加油，这几在出差了，不能及时回复。。。

通途科技

不错学习了，感谢楼主，加油，努力奋斗，！！