站長資訊網(wǎng)本篇文章給大家?guī)砹岁P(guān)于linux中線程的創(chuàng)建與使用相關(guān)知識，希望對大家有幫助。
1.前言
線程與進(jìn)程的區(qū)別 （1）進(jìn)程: 是操作系統(tǒng)調(diào)度最小單位。 Linux下可以通過ps、top等命令查看進(jìn)程的詳細(xì)信息。 （2）線程: 是進(jìn)程調(diào)度的最小單位，每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)主線程。在進(jìn)程里主要做事情就是線程。
（3）在全系統(tǒng)中，進(jìn)程ID是唯一標(biāo)識，對于進(jìn)程的管理都是通過PID來實(shí)現(xiàn)的。每創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，內(nèi)核去中就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)結(jié)構(gòu)體來存儲該進(jìn)程的全部信息，每一個(gè)存儲進(jìn)程信息的節(jié)點(diǎn)也都保存著自己的PID。需要管理該進(jìn)程時(shí)就通過這個(gè)ID來實(shí)現(xiàn)(比如發(fā)送信號)。當(dāng)子進(jìn)程結(jié)束要回收時(shí)(子進(jìn)程調(diào)用exit()退出或代碼執(zhí)行完)，需要通過wait()系統(tǒng)調(diào)用來進(jìn)行，未回收的消亡進(jìn)程會(huì)成為僵尸進(jìn)程，其進(jìn)程實(shí)體已經(jīng)不復(fù)存在，但會(huì)虛占PID資源，因此回收是有必要的。
對于線程而言，若要主動(dòng)終止需要調(diào)用pthread_exit() ，主線程需要調(diào)用pthread_join()來回收(前提是該線程沒有設(shè)置 “分離屬性”)。像線發(fā)送線程信號也是通過線程ID實(shí)現(xiàn)
進(jìn)程間的通信方式： A.共享內(nèi)存 B.消息隊(duì)列 C.信號量 D.有名管道 E.無名管道 F.信號 G.文件 H.socket 線程間的通信方式: A.互斥量 B.自旋鎖 C.條件變量 D.讀寫鎖 E.線程信號 F.全局變量
進(jìn)程間采用的通信方式要么需要切換內(nèi)核上下文，要么要與外設(shè)訪問(有名管道，文件)。所以速度會(huì)比較慢。而線程采用自己特有的通信方式的話，基本都在自己的進(jìn)程空間內(nèi)完成，不存在切換，所以通信速度會(huì)較快。也就是說，進(jìn)程間與線程間分別采用的通信方式，除了種類的區(qū)別外，還有速度上的區(qū)別。
說明: 當(dāng)運(yùn)行多線程的進(jìn)程捕獲到信號時(shí)，只會(huì)阻塞主線程，其他子線程不會(huì)影響會(huì)繼續(xù)執(zhí)行。
2. 線程相關(guān)函數(shù)介紹
2.1 創(chuàng)建線程
pthread_create是Unix操作系統(tǒng)（Unix、Linux等）的創(chuàng)建線程的函數(shù)。 編譯時(shí)需要指定鏈接庫： -lpthread 函數(shù)原型
#include <pthread.h> int pthread_create ( pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg );
參數(shù)介紹
第一個(gè)參數(shù)為指向線程標(biāo)識符的指針。 第二個(gè)參數(shù)用來設(shè)置線程屬性。默認(rèn)可填NULL。 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)。不需要參數(shù)可填NULL。 Linux下查看函數(shù)幫助：# man pthread_create
返回值： 若線程創(chuàng)建成功，則返回0。若線程創(chuàng)建失敗，則返回出錯(cuò)編號。 線程創(chuàng)建成功后， attr參數(shù)用于指定各種不同的線程屬性。新創(chuàng)建的線程從start_rtn函數(shù)的地址開始運(yùn)行，該函數(shù)只有一個(gè)萬能指針參數(shù)arg，如果需要向線程工作函數(shù)傳遞的參數(shù)不止一個(gè)，那么需要把這些參數(shù)放到一個(gè)結(jié)構(gòu)中，然后把這個(gè)結(jié)構(gòu)的地址作為arg的參數(shù)傳入。
示例:
#include <stdio.h> #include <pthread.h> //線程函數(shù)1 void *pthread_func1(void *arg) { while(1) { printf("線程函數(shù)1正在運(yùn)行.....n"); sleep(2); } } //線程函數(shù)2 void *pthread_func2(void *arg) { while(1) { printf("線程函數(shù)2正在運(yùn)行.....n"); sleep(2); } } int main(int argc,char **argv) { pthread_t thread_id1; pthread_t thread_id2; /*1. 創(chuàng)建線程1*/ if(pthread_create(&thread_id1,NULL,pthread_func1,NULL)) { printf("線程1創(chuàng)建失敗!n"); return -1; } /*2. 創(chuàng)建線程2*/ if(pthread_create(&thread_id2,NULL,pthread_func2,NULL)) { printf("線程2創(chuàng)建失敗!n"); return -1; } /*3. 等待線程結(jié)束,釋放線程的資源*/ pthread_join(thread_id1,NULL); pthread_join(thread_id2,NULL); return 0; } //gcc pthread_demo_code.c -lpthread
2.2 退出線程
線程通過調(diào)用pthread_exit函數(shù)終止執(zhí)行，就如同進(jìn)程在結(jié)束時(shí)調(diào)用exit函數(shù)一樣。這個(gè)函數(shù)的作用是，終止調(diào)用它的線程并返回一個(gè)指向某個(gè)對象的指針。
這個(gè)函數(shù)的作用是，終止調(diào)用它的線程并返回一個(gè)指向某個(gè)對象的指針，該返回值可以通過pthread_join函數(shù)的第二個(gè)參數(shù)得到。
函數(shù)原型
#include <pthread.h> void pthread_exit(void *retval);
參數(shù)解析 線程的需要返回的地址。 注意: 線程結(jié)束必須釋放線程堆棧，就是說線程函數(shù)必須調(diào)用pthread_exit()結(jié)束，否則直到主進(jìn)程函數(shù)退出才釋放
2.3 等待線程結(jié)束
pthread_join()函數(shù)，以阻塞的方式等待thread指定的線程結(jié)束。當(dāng)函數(shù)返回時(shí)，被等待線程的資源被收回。如果線程已經(jīng)結(jié)束，那么該函數(shù)會(huì)立即返回。并且thread指定的線程必須是joinable（結(jié)合屬性）屬性。 函數(shù)原型
#include <pthread.h> int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
參數(shù) 第一個(gè)參數(shù): 線程標(biāo)識符，即線程ID，標(biāo)識唯一線程。 最后一個(gè)參數(shù): 用戶定義的指針，用來存儲被等待線程返回的地址。 返回值 0代表成功。 失敗，返回的則是錯(cuò)誤號。 接收線程返回值示例：
//退出線程 pthread_exit ("線程已正常退出"); //接收線程的返回值 void *pth_join_ret1; pthread_join( thread1, &pth_join_ret1);
2.4 線程分離屬性
創(chuàng)建一個(gè)線程默認(rèn)的狀態(tài)是joinable（結(jié)合屬性），如果一個(gè)線程結(jié)束運(yùn)行但沒有調(diào)用pthread_join，則它的狀態(tài)類似于進(jìn)程中的Zombie Process（僵死進(jìn)程），即還有一部分資源沒有被回收（退出狀態(tài)碼），所以創(chuàng)建線程者應(yīng)該pthread_join來等待線程運(yùn)行結(jié)束，并可得到線程的退出代碼，回收其資源（類似于進(jìn)程的wait,waitpid)。但是調(diào)用pthread_join(pthread_id)函數(shù)后，如果該線程沒有運(yùn)行結(jié)束，調(diào)用者會(huì)被阻塞，在有些情況下我們并不希望如此。
pthread_detach函數(shù)可以將該線程的狀態(tài)設(shè)置為detached(分離狀態(tài))，則該線程運(yùn)行結(jié)束后會(huì)自動(dòng)釋放所有資源。 函數(shù)原型
#include <pthread.h> int pthread_detach(pthread_t thread);
參數(shù) 線程標(biāo)識符 返回值 0表示成功。錯(cuò)誤返回錯(cuò)誤碼。 EINVAL線程并不是一個(gè)可接合線程。 ESRCH沒有線程ID可以被發(fā)現(xiàn)。
2.5 獲取當(dāng)前線程的標(biāo)識符
pthread_self函數(shù)功能是獲得線程自身的ID。 函數(shù)原型
#include <pthread.h> pthread_t pthread_self(void);
返回值 當(dāng)前線程的標(biāo)識符。 pthread_t的類型為unsigned long int，所以在打印的時(shí)候要使用%lu方式，否則顯示結(jié)果出問題。
2.6 自動(dòng)清理線程資源
線程可以安排它退出時(shí)需要調(diào)用的函數(shù)，這樣的函數(shù)稱為線程清理處理程序。用于程序異常退出的時(shí)候做一些善后的資源清理。 在POSIX線程API中提供了一個(gè)pthread_cleanup_push()/pthread_cleanup_pop()函數(shù)用于自動(dòng)釋放資源。從pthread_cleanup_push()的調(diào)用點(diǎn)到pthread_cleanup_pop()之間的程序段中的終止動(dòng)作（包括調(diào)用 pthread_exit()和異常終止）都將執(zhí)行pthread_cleanup_push()所指定的清理函數(shù)。
注意：pthread_cleanup_push函數(shù)與pthread_cleanup_pop函數(shù)需要成對調(diào)用。 函數(shù)原型
void pthread_cleanup_push(void (*routine)(void *),void *arg); //注冊清理函數(shù) void pthread_cleanup_pop(int execute); //釋放清理函數(shù)
參數(shù) void (*routine)(void *) ：處理程序的函數(shù)入口。 void *arg ：傳遞給處理函數(shù)的形參。 int execute：執(zhí)行的狀態(tài)值。 0表示不調(diào)用清理函數(shù)。1表示調(diào)用清理函數(shù)。
導(dǎo)致清理函數(shù)調(diào)用的條件：
調(diào)用pthread_exit()函數(shù)
pthread_cleanup_pop的形參為1。 注意：return不會(huì)導(dǎo)致清理函數(shù)調(diào)用。
2.7 自動(dòng)清理線程示例代碼
#include <stdio.h> #include <pthread.h> #include <stdlib.h> //線程清理函數(shù) void routine_func(void *arg) { printf("線程資源清理成功n"); } //線程工作函數(shù) void *start_routine(void *dev) { pthread_cleanup_push(routine_func,NULL); //終止線程 // pthread_exit(NULL); pthread_cleanup_pop(1); //1會(huì)導(dǎo)致清理函數(shù)被調(diào)用。0不會(huì)調(diào)用。 } int main(int argc,char *argv[]) { pthread_t thread_id; //存放線程的標(biāo)識符 /*1. 創(chuàng)建線程*/ if(pthread_create(&thread_id,NULL,start_routine,NULL)!=0) { printf("線程創(chuàng)建失敗!n"); } /*2.設(shè)置線程的分離屬性*/ if(pthread_detach(thread_id)!=0) { printf("分離屬性設(shè)置失敗!n"); } while(1){} return 0; }
2.8 線程取消函數(shù)
pthread_cancel函數(shù)為線程取消函數(shù)，用來取消同一進(jìn)程中的其他線程。
頭文件: #include <pthread.h> 函數(shù)原型：pthread_cancel(pthread_t tid);
