linux下c語(yǔ)言的多線程編程

我們?cè)趯?xiě)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 

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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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(guò)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(guò)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(guò)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(lái)鏈接libpthread.so動(dòng)態(tài)庫(kù)，不然會(huì)提示找不到function

函數(shù)調(diào)用返回結(jié)果

問(wèn)題：為什么調(diào)用sleep函數(shù)

答：可能新創(chuàng)建的線程還沒(méi)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?cè)谝粋€(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(duì)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(shuō)過(guò)創(chuàng)建一個(gè)線程函數(shù)pthread_create的第二個(gè)參數(shù)，用來(lái)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(guò)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(duì)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：

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(méi)來(lái)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(kù)存會(huì)遇到這樣的問(wèn)題，兩個(gè)線程同時(shí)進(jìn)入一段代碼先查詢庫(kù)存，兩個(gè)都查出來(lái)為還剩一件庫(kù)存，第一個(gè)線程用掉這個(gè)庫(kù)存后，將庫(kù)存變?yōu)?，但是第二個(gè)線程剛才也查出來(lái)為1了，所以他還認(rèn)為有庫(kù)存，

這個(gè)時(shí)候操作就會(huì)引發(fā)我們想不到的意外，庫(kù)存變?yōu)樨?fù)數(shù)了?。∷赃@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(méi)有規(guī)律的爭(zhēng)相處理的，如果這段代碼是扣減庫(kù)存就完蛋啦！，所以我們要對(duì)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(duì)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(duì)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(yǔ)言的多線程編程，希望對(duì)大家有所幫助，如果大家有任何疑問(wèn)請(qǐng)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(duì)創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站的支持！

本文名稱：linux下c語(yǔ)言的多線程編程
URL網(wǎng)址：http://muchs.cn/article36/jcghpg.html

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