Linux多線程編程實(shí)例代碼分析

這篇“Linux多線程編程實(shí)例代碼分析”文章的知識(shí)點(diǎn)大部分人都不太理解，所以小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，內(nèi)容詳細(xì)，步驟清晰，具有一定的借鑒價(jià)值，希望大家閱讀完這篇文章能有所收獲，下面我們一起來(lái)看看這篇“Linux多線程編程實(shí)例代碼分析”文章吧。

下面先來(lái)一個(gè)實(shí)例。我們通過創(chuàng)建兩個(gè)線程來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)數(shù)的遞加。或許這個(gè)實(shí)例沒有實(shí)際運(yùn)用的價(jià)值，但是稍微改動(dòng)一下，我們就可以用到其他地方去拉。

代碼：

/*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 :主函數(shù)在等我完成任務(wù)嗎？/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 :主函數(shù)在等我完成任務(wù)嗎？/n");
    pthread_exit(null);
}

void thread_create(void)
{
    int temp;
    memset(&thread, 0, sizeof(thread));     //comment1
    /*創(chuàng)建線程*/
    if((temp = pthread_create(&thread[0], null, thread1, null)) != 0) //comment2   
        printf("線程1創(chuàng)建失敗!/n");
    else
        printf("線程1被創(chuàng)建/n");

    if((temp = pthread_create(&thread[1], null, thread2, null)) != 0) //comment3
        printf("線程2創(chuàng)建失敗");
    else
        printf("線程2被創(chuàng)建/n");
}

void thread_wait(void)
{
    /*等待線程結(jié)束*/
    if(thread[0] !=0)      {       //comment4          pthread_join(thread[0],null);
        printf("線程1已經(jīng)結(jié)束/n");
     }
    if(thread[1] !=0)      {         //comment5        pthread_join(thread[1],null);
        printf("線程2已經(jīng)結(jié)束/n");
     }
}

int main()
{
    /*用默認(rèn)屬性初始化互斥鎖*/
    pthread_mutex_init(&mut,null);

    printf("我是主函數(shù)哦，我正在創(chuàng)建線程，呵呵/n");
    thread_create();
    printf("我是主函數(shù)哦，我正在等待線程完成任務(wù)阿，呵呵/n");
    thread_wait();

    return 0;
}

下面我們先來(lái)編譯、執(zhí)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
我是主函數(shù)哦，我正在創(chuàng)建線程，呵呵
線程1被創(chuàng)建
線程2被創(chuàng)建
我是主函數(shù)哦，我正在等待線程完成任務(wù)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 :主函數(shù)在等我完成任務(wù)嗎？
線程1已經(jīng)結(jié)束
thread2 :主函數(shù)在等我完成任務(wù)嗎？
線程2已經(jīng)結(jié)束

實(shí)例代碼里頭的注釋應(yīng)該比較清楚了吧，下面我把網(wǎng)路上介紹上面涉及到的幾個(gè)函數(shù)和變量給引用過來(lái)。

引文:

線程相關(guān)操作

一 pthread_t

pthread_t在頭文件/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定義：
　　typedef unsigned long int pthread_t;
　　它是一個(gè)線程的標(biāo)識(shí)符。

二 pthread_create

函數(shù)pthread_create用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)線程，它的原型為：
　　extern int pthread_create __p ((pthread_t *__thread, __const pthread_attr_t *__attr,
　　void *(*__start_routine) (void *), void *__arg));
　　第一個(gè)參數(shù)為指向線程標(biāo)識(shí)符的指針，第二個(gè)參數(shù)用來(lái)設(shè)置線程屬性，第三個(gè)參數(shù)是線程運(yùn)行函數(shù)的起始地址，最后一個(gè)參數(shù)是運(yùn)行函數(shù)的參數(shù)。這里，我們的函數(shù)thread不需要參數(shù)，所以最后一個(gè)參數(shù)設(shè)為空指針。第二個(gè)參數(shù)我們也設(shè)為空指針，這樣將生成默認(rèn)屬性的線程。對(duì)線程屬性的設(shè)定和修改我們將在下一節(jié)闡述。當(dāng)創(chuàng)建線程成功時(shí)，函數(shù)返回0，若不為0則說明創(chuàng)建線程失敗，常見的錯(cuò)誤返回代碼為eagain和einval。前者表示系統(tǒng)限制創(chuàng)建新的線程，例如線程數(shù)目過多了；后者表示第二個(gè)參數(shù)代表的線程屬性值非法。創(chuàng)建線程成功后，新創(chuàng)建的線程則運(yùn)行參數(shù)三和參數(shù)四確定的函數(shù)，原來(lái)的線程則繼續(xù)運(yùn)行下一行代碼。

三 pthread_join pthread_exit
　　
函數(shù)pthread_join用來(lái)等待一個(gè)線程的結(jié)束。函數(shù)原型為：
　　extern int pthread_join __p ((pthread_t __th, void **__thread_return));
　　第一個(gè)參數(shù)為被等待的線程標(biāo)識(shí)符，第二個(gè)參數(shù)為一個(gè)用戶定義的指針，它可以用來(lái)存儲(chǔ)被等待線程的返回值。這個(gè)函數(shù)是一個(gè)線程阻塞的函數(shù)，調(diào)用它的函數(shù)將一直等待到被等待的線程結(jié)束為止，當(dāng)函數(shù)返回時(shí)，被等待線程的資源被收回。一個(gè)線程的結(jié)束有兩種途徑，一種是象我們上面的例子一樣，函數(shù)結(jié)束了，調(diào)用它的線程也就結(jié)束了；另一種方式是通過函數(shù)pthread_exit來(lái)實(shí)現(xiàn)。它的函數(shù)原型為：
　　extern void pthread_exit __p ((void *__retval)) __attribute__ ((__noreturn__));
　　唯一的參數(shù)是函數(shù)的返回代碼，只要pthread_join中的第二個(gè)參數(shù)thread_return不是null，這個(gè)值將被傳遞給 thread_return。最后要說明的是，一個(gè)線程不能被多個(gè)線程等待，否則第一個(gè)接收到信號(hào)的線程成功返回，其余調(diào)用pthread_join的線程則返回錯(cuò)誤代碼esrch。
　　在這一節(jié)里，我們編寫了一個(gè)最簡(jiǎn)單的線程，并掌握了最常用的三個(gè)函數(shù)pthread_create，pthread_join和pthread_exit。下面，我們來(lái)了解線程的一些常用屬性以及如何設(shè)置這些屬性。

互斥鎖相關(guān)

互斥鎖用來(lái)保證一段時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)線程在執(zhí)行一段代碼。

一 pthread_mutex_init

函數(shù)pthread_mutex_init用來(lái)生成一個(gè)互斥鎖。null參數(shù)表明使用默認(rèn)屬性。如果需要聲明特定屬性的互斥鎖，須調(diào)用函數(shù) pthread_mutexattr_init。函數(shù)pthread_mutexattr_setpshared和函數(shù) pthread_mutexattr_settype用來(lái)設(shè)置互斥鎖屬性。前一個(gè)函數(shù)設(shè)置屬性pshared，它有兩個(gè)取值， pthread_process_private和pthread_process_shared。前者用來(lái)不同進(jìn)程中的線程同步，后者用于同步本進(jìn)程的不同線程。在上面的例子中，我們使用的是默認(rèn)屬性pthread_process_ private。后者用來(lái)設(shè)置互斥鎖類型，可選的類型有pthread_mutex_normal、pthread_mutex_errorcheck、 pthread_mutex_recursive和pthread _mutex_default。它們分別定義了不同的上所、解鎖機(jī)制，一般情況下，選用最后一個(gè)默認(rèn)屬性。

二 pthread_mutex_lock pthread_mutex_unlock pthread_delay_np

　　 pthread_mutex_lock聲明開始用互斥鎖上鎖，此后的代碼直至調(diào)用pthread_mutex_unlock為止，均被上鎖，即同一時(shí)間只能被一個(gè)線程調(diào)用執(zhí)行。當(dāng)一個(gè)線程執(zhí)行到pthread_mutex_lock處時(shí)，如果該鎖此時(shí)被另一個(gè)線程使用，那此線程被阻塞，即程序?qū)⒌却搅硪粋€(gè)線程釋放此互斥鎖。

注意：

1 需要說明的是，上面的兩處sleep不光是為了演示的需要，也是為了讓線程睡眠一段時(shí)間，讓線程釋放互斥鎖，等待另一個(gè)線程使用此鎖。下面的參考資料1里頭說明了該問題。但是在linux下好像沒有pthread_delay_np那個(gè)函數(shù)（我試了一下，提示沒有定義該函數(shù)的引用），所以我用了sleep來(lái)代替，不過參考資料2中給出另一種方法，好像是通過pthread_cond_timedwait來(lái)代替，里頭給出了一種實(shí)現(xiàn)的辦法。

2 請(qǐng)千萬(wàn)要注意里頭的注釋comment1-5，那是我花了幾個(gè)小時(shí)才找出的問題所在。
如果沒有comment1和comment4,comment5,將導(dǎo)致在pthread_join的時(shí)候出現(xiàn)段錯(cuò)誤，另外，上面的comment2和comment3是根源所在，所以千萬(wàn)要記得寫全代碼。因?yàn)樯厦娴木€程可能沒有創(chuàng)建成功，導(dǎo)致下面不可能等到那個(gè)線程結(jié)束，而在用pthread_join的時(shí)候出現(xiàn)段錯(cuò)誤（訪問了未知的內(nèi)存區(qū)）。另外，在使用memset的時(shí)候，需要包含string.h頭文件哦

以上就是關(guān)于“Linux多線程編程實(shí)例代碼分析”這篇文章的內(nèi)容，相信大家都有了一定的了解，希望小編分享的內(nèi)容對(duì)大家有幫助，若想了解更多相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。