LinuxC高級編程——線程

宗旨：技術的學習是有限的，分享的精神是無限的。

一、線程基礎

? ? ? ? main函數和信號處理函數是同一個進程地址空間中的多個控制流程，多線程也是如 此，但是比信號處理函數更加靈活，信號處理函數的控制流程只是在信號遞達時產生，在處理完信 號之后就結束，而多線程的控制流程可以長期并存，操作系統會在各線程之間調度和切換，就像在 多個進程之間調度和切換一樣。由于同一進程的多個線程共享同一地址空間，因此Text Segment、 Data Segment都是共享的，如果定義一個函數，在各線程中都可以調用，如果定義一 個全局變量，在各線程中都可以訪問到，除此之外，各線程還共享以下進程資源和環境：

【文件描述符表 每種信號的處理方式（ SIG_IGN、 SIG_DFL或者自定義的信號處理函數） 當前工作目錄 用戶id和組id 但有些資源是每個線程各有一份的： 線程id 上下文，包括各種寄存器的值、程序計數器和棧指針 棧空間errno變量 信號屏蔽字 調度優先級】

? ? ? ? 在Linux上線 程函數位于libpthread共享庫中，因此在編譯時要加上-lpthread選項。

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二、線程控制

1、pthread_create

——創建線程

（1）函數原型

#include <pthread.h> typedef unsigned long int pthread_t; int pthread_create(pthread_t *restrict thread, const pthread_attr_t *restrict attr, void *(*start_routine)(void*), void *restrict arg);

（2）函數參數

?????? thread：存儲線程ID（指向線程ID的指針）

?????? restrict：設置線程屬性，一般情況下為NULL

?????? start_routine：線程運行的代碼起始地址

?????? arg：運行函數的參數地址

（3）返回值

?????? 返回值：成功返回0，失敗返回錯誤號。之前學過的系統函數都是成功返回0，失敗返回-1，而錯誤號保存在全局變量errno中，而pthread庫的函數都是通過返回值返回錯誤號，雖然每個線程也都有一個errno，但這是為了兼容其它函數接口而提供的， pthread庫本身并不使用它，通過返回值返回錯誤碼更加清晰。

? ? ? ? 在一個線程中調用pthread_create()創建新的線程后，當前線程從pthread_create()返回繼續往下執 行，而新的線程所執行的代碼由我們傳給pthread_create的函數指針start_routine決 定。start_routine函數接收一個參數，是通過pthread_create的arg參數傳遞給它的，該參數的類 型為void *，這個指針按什么類型解釋由調用者自己定義。 start_routine的返回值類型也是void*，這個指針的含義同樣由調用者自己定義。 start_routine返回時，這個線程就退出了，其它線程可以調用pthread_join得到start_routine的返回值，類似于父進程調用wait(2)得到子進程的退出狀態。

? ? ? ? pthread_create成功返回后，新創建的線程的id被填寫到thread參數所指向的內存單元。我們知道 進程id的類型是pid_t，每個進程的id在整個系統中是唯一的，調用getpid(2)可以獲得當前進程 的id，是一個正整數值。線程id的類型是thread_t，它只在當前進程中保證是唯一的，在不同的系 統中thread_t這個類型有不同的實現，它可能是一個整數值，也可能是一個結構體，也可能是一個 地址，所以不能簡單地當成整數用printf打印，調用pthread_self(3)

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h> #include <unistd.h>pthread_t ntid;void printids(const char *s) {pid_t pid;pthread_t tid;656pid = getpid();tid = pthread_self();printf("%s pid %u tid %u (0x%x)\n", s, (unsigned int)pid,(unsigned int)tid, (unsigned int)tid); } void *thr_fn(void *arg) {printids(arg);return NULL; } int main(void) {int err;err = pthread_create(&ntid, NULL, thr_fn, "new thread: ");if (err != 0){fprintf(stderr, "can't create thread: %s\n",strerror(err));exit(1);}printids("main thread:");sleep(1);return 0; }<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; background-color: rgb(255, 255, 255);">?</span>

2、終止線程

如果需要只終止某個線程而不終止整個進程，可以有三種方法：

（1）從線程函數return。這種方法對主線程不適用，從main函數return相當于調用exit。

（2）一個線程可以調用pthread_cancel終止同一進程中的另一個線程。

（3） 線程可以調用pthread_exit終止自己。

（1）函數原型

#include <pthread.h> void pthread_exit(void *value_ptr);

（2）函數參數

?????? value_ptr：線程退出狀態，其它線程可以調用pthread_join獲得這個 指針。

（3）返回值——無

? ? ? ? 需要注意，pthread_exit或者return返回的指針所指向的內存單元必須是全局的或者是用malloc分配的，不能在線程函數的棧上分配，因為當其它線程得到這個返回指針時線程函數已經退出了。

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3、pthread_join

——調用該函數的線程將掛起等待，直到id為thread的線程終止

（1）函數原型

#include <pthread.h> int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr);

（2）函數參數

?????? thread：線程ID

?????? value_ptr：

?????? value_ptr：線程退出狀態

（3）返回值

? ? ? ? 成功返回0，失敗返回錯誤號

? ? ? ? 通過pthread_join得到的終止狀態是不同的，總結如下： 如果thread線程通過return返回， value_ptr所指向的單元里存放的是thread線程函數的返回值。 如果thread線程被別的線程調用pthread_cancel異常終止掉，value_ptr所指向的單元里存放的是常數PTHREAD_CANCELED。 如果thread線程是自己調用pthread_exit終止的， value_ptr所指向的單元存放的是傳 給pthread_exit的參數。 如果對thread線程的終止狀態不感興趣，可以傳NULL給value_ptr參數。?

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h> #include <unistd.h>void *thr_fn1(void *arg) {printf("thread 1 returning\n");return (void *)1; }void *thr_fn2(void *arg) {printf("thread 2 exiting\n");pthread_exit((void *)2); }void *thr_fn3(void *arg) {while(1){printf("thread 3 writing\n");658sleep(1);} }int main(void) {pthread_t tid;void *tret;pthread_create(&tid, NULL, thr_fn1, NULL);pthread_join(tid, &tret);printf("thread 1 exit code %d\n", (int)tret);pthread_create(&tid, NULL, thr_fn2, NULL);pthread_join(tid, &tret);printf("thread 2 exit code %d\n", (int)tret);pthread_create(&tid, NULL, thr_fn3, NULL);sleep(3);pthread_cancel(tid);pthread_join(tid, &tret);printf("thread 3 exit code %d\n", (int)tret);return 0; }

4、pthread_detach

? ? ? ? ——線程也可以被置為detach狀態，這樣的線程一旦終止就立刻回收它占用的所有資源，而不保留終止狀態。不能對一個已經處于detach狀態的線程調用pthread_join，這樣的調用將返回EINVAL。 對一個尚未detach的線程調用pthread_join或pthread_detach都可以把該線程置為detach狀態，也就是說，不能對同一線程調用兩次pthread_join，或者如果已經對一個線程調用了pthread_detach就不能再調用pthread_join了。

（1）函數原型

#include <pthread.h> int pthread_detach(pthread_t tid);

（2）函數參數

?????? tid：線程id

（3）返回值

? ? ? ?成功返回0，失敗返回錯誤號

總結

以上是生活随笔為你收集整理的LinuxC高级编程——线程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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