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Linux下的多线程编程（三）

时间：2020-05-10 04:05 编辑：来源：阅读：
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摘要：Linux下的多线程编程（三）

下面先来一个实例。我们通过创建两个线程来实现对一个数的递加。或许这个实例没有实际运用的价值，但是稍微改动一下，我们就可以用到其他地方去拉。下面是我们的代码：

/*thread_example.c : c multiple thread programming in linux
 *author : falcon
 *E-mail : tunzhj03@st.lzu.edu.cn
 */
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <string.h>
#define MAX 10

pthread_t thread[2];
pthread_mutex_t mut;
int number=0, i;

void *thread1()
{
    printf ("thread1 : I'm thread 1/n");

    for (i = 0; i < MAX; i++)
    {
        printf("thread1 : number = %d/n",number);
        pthread_mutex_lock(&mut);
            number++;
        pthread_mutex_unlock(&mut);
        sleep(2);
    }


    printf("thread1 :主函数在等我完成任务吗？/n");
    pthread_exit(NULL);
}

void *thread2()
{
    printf("thread2 : I'm thread 2/n");

    for (i = 0; i < MAX; i++)
    {
        printf("thread2 : number = %d/n",number);
        pthread_mutex_lock(&mut);
            number++;
        pthread_mutex_unlock(&mut);
        sleep(3);
    }


    printf("thread2 :主函数在等我完成任务吗？/n");
    pthread_exit(NULL);
}

void thread_create(void)
{
    int temp;
    memset(&thread, 0, sizeof(thread));     //comment1
    /*创建线程*/
    if((temp = pthread_create(&thread[0], NULL, thread1, NULL)) != 0) //comment2   
        printf("线程1创建失败!/n");
    else
        printf("线程1被创建/n");

    if((temp = pthread_create(&thread[1], NULL, thread2, NULL)) != 0) //comment3
        printf("线程2创建失败");
    else
        printf("线程2被创建/n");
}

void thread_wait(void)
{
    /*等待线程结束*/
    if(thread[0] !=0)      {       //comment4          pthread_join(thread[0],NULL);
        printf("线程1已经结束/n");
     }
    if(thread[1] !=0)      {         //comment5        pthread_join(thread[1],NULL);
        printf("线程2已经结束/n");
     }
}

int main()
{
    /*用默认属性初始化互斥锁*/
    pthread_mutex_init(&mut,NULL);

    printf("我是主函数哦，我正在创建线程，呵呵/n");
    thread_create();
    printf("我是主函数哦，我正在等待线程完成任务阿，呵呵/n");
    thread_wait();

    return 0;
}

下面我们先来编译、执行一下引文:

falcon@falcon:~/program/c/code/ftp$ gcc -lpthread -o thread_example thread_example.c
falcon@falcon:~/program/c/code/ftp$ ./thread_example
我是主函数哦，我正在创建线程，呵呵
线程1被创建
线程2被创建
我是主函数哦，我正在等待线程完成任务阿，呵呵
thread1 : I'm thread 1
thread1 : number = 0
thread2 : I'm thread 2
thread2 : number = 1
thread1 : number = 2
thread2 : number = 3
thread1 : number = 4
thread2 : number = 5
thread1 : number = 6
thread1 : number = 7
thread2 : number = 8
thread1 : number = 9
thread2 : number = 10
thread1 :主函数在等我完成任务吗？
线程1已经结束
thread2 :主函数在等我完成任务吗？
线程2已经结束

实例代码里头的注释应该比较清楚了吧，下面我把网路上介绍上面涉及到的几个函数和变量给引用过来。引文: 线程相关操作一 pthread_t pthread_t在头文件/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定义：　　typedef unsigned long int pthread_t; 　　它是一个线程的标识符。二 pthread_create 函数pthread_create用来创建一个线程，它的原型为：　　extern int pthread_create __P ((pthread_t *__thread, __const pthread_attr_t *__attr, 　　void *(*__start_routine) (void *), void *__arg)); 　　第一个参数为指向线程标识符的指针，第二个参数用来设置线程属性，第三个参数是线程运行函数的起始地址，最后一个参数是运行函数的参数。这里，我们的函数thread不需要参数，所以最后一个参数设为空指针。第二个参数我们也设为空指针，这样将生成默认属性的线程。对线程属性的设定和修改我们将在下一节阐述。当创建线程成功时，函数返回0，若不为0则说明创建线程失败，常见的错误返回代码为EAGAIN和EINVAL。前者表示系统限制创建新的线程，例如线程数目过多了；后者表示第二个参数代表的线程属性值非法。创建线程成功后，新创建的线程则运行参数三和参数四确定的函数，原来的线程则继续运行下一行代码。三 pthread_join pthread_exit 　　函数pthread_join用来等待一个线程的结束。函数原型为：　　extern int pthread_join __P ((pthread_t __th, void **__thread_return)); 　　第一个参数为被等待的线程标识符，第二个参数为一个用户定义的指针，它可以用来存储被等待线程的返回值。这个函数是一个线程阻塞的函数，调用它的函数将一直等待到被等待的线程结束为止，当函数返回时，被等待线程的资源被收回。一个线程的结束有两种途径，一种是象我们上面的例子一样，函数结束了，调用它的线程也就结束了；另一种方式是通过函数pthread_exit来实现。它的函数原型为：　　extern void pthread_exit __P ((void *__retval)) __attribute__ ((__noreturn__)); 　　唯一的参数是函数的返回代码，只要pthread_join中的第二个参数thread_return不是NULL，这个值将被传递给 thread_return。最后要说明的是，一个线程不能被多个线程等待，否则第一个接收到信号的线程成功返回，其余调用pthread_join的线程则返回错误代码ESRCH。　　在这一节里，我们编写了一个最简单的线程，并掌握了最常用的三个函数pthread_create，pthread_join和pthread_exit。下面，我们来了解线程的一些常用属性以及如何设置这些属性。互斥锁相关互斥锁用来保证一段时间内只有一个线程在执行一段代码。一 pthread_mutex_init 函数pthread_mutex_init用来生成一个互斥锁。NULL参数表明使用默认属性。如果需要声明特定属性的互斥锁，须调用函数 pthread_mutexattr_init。函数pthread_mutexattr_setpshared和函数 pthread_mutexattr_settype用来设置互斥锁属性。前一个函数设置属性pshared，它有两个取值， PTHREAD_PROCESS_PRIVATE和PTHREAD_PROCESS_SHARED。前者用来不同进程中的线程同步，后者用于同步本进程的不同线程。在上面的例子中，我们使用的是默认属性PTHREAD_PROCESS_ PRIVATE。后者用来设置互斥锁类型，可选的类型有PTHREAD_MUTEX_NORMAL、PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK、 PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE和PTHREAD _MUTEX_DEFAULT。它们分别定义了不同的上所、解锁机制，一般情况下，选用最后一个默认属性。二 pthread_mutex_lock pthread_mutex_unlock pthread_delay_np 　　 pthread_mutex_lock声明开始用互斥锁上锁，此后的代码直至调用pthread_mutex_unlock为止，均被上锁，即同一时间只能被一个线程调用执行。当一个线程执行到pthread_mutex_lock处时，如果该锁此时被另一个线程使用，那此线程被阻塞，即程序将等待到另一个线程释放此互斥锁。注意： 1 需要说明的是，上面的两处sleep不光是为了演示的需要，也是为了让线程睡眠一段时间，让线程释放互斥锁，等待另一个线程使用此锁。下面的参考资料1里头说明了该问题。但是在linux下好像没有pthread_delay_np那个函数（我试了一下，提示没有定义该函数的引用），所以我用了sleep来代替，不过参考资料2中给出另一种方法，好像是通过pthread_cond_timedwait来代替，里头给出了一种实现的办法。 2 请千万要注意里头的注释comment1-5，那是我花了几个小时才找出的问题所在。如果没有comment1和comment4,comment5,将导致在pthread_join的时候出现段错误，另外，上面的comment2和comment3是根源所在，所以千万要记得写全代码。因为上面的线程可能没有创建成功，导致下面不可能等到那个线程结束，而在用pthread_join的时候出现段错误（访问了未知的内存区）。另外，在使用memset的时候，需要包含string.h头文件哦

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