Linux pthread

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简介

POSIX thread 简称为pthread，Posix线程是一个POSIX标准线程.该标准定义内部API创建和操纵线程.

 

作用

线程库实行了POSIX线程标准通常称为pthreads.pthreads是最常用的POSIX系统如Linux和Unix,而微软Windowsimplementations同时存在.举例来说,pthreads-w32可支持MIDP的pthread 　　

Pthreads定义了一套 C程序语言类型、函数与常量，它以 pthread.h 头文件和一个线程库实现。

 

数据类型

pthread_t：线程句柄 　　

pthread_attr_t：线程属性

线程操纵函数（简介起见，省略参数）

pthread_create()：创建一个线程 　　

pthread_exit()：终止当前线程 　　

pthread_cancel()：中断另外一个线程的运行 　　

pthread_join()：阻塞当前的线程，直到另外一个线程运行结束 　　

pthread_attr_init()：初始化线程的属性 　　

pthread_attr_setdetachstate()：设置脱离状态的属性（决定这个线程在终止时是否可以被结合）

pthread_attr_getdetachstate()：获取脱离状态的属性 　　

pthread_attr_destroy()：删除线程的属性 　　

pthread_kill()：向线程发送一个信号

 

同步函数

用于 mutex 和条件变量 　　

pthread_mutex_init() 初始化互斥锁 　　

pthread_mutex_destroy() 删除互斥锁 　　

pthread_mutex_lock()：占有互斥锁（阻塞操作） 　　

pthread_mutex_trylock()：试图占有互斥锁（不阻塞操作）。当互斥锁空闲时将占有该锁；否则立即返回　　

pthread_mutex_unlock(): 释放互斥锁 　　

pthread_cond_init()：初始化条件变量 　　

pthread_cond_destroy()：销毁条件变量 　　

pthread_cond_wait(): 等待条件变量的特殊条件发生

pthread_cond_signal(): 唤醒第一个调用pthread_cond_wait()而进入睡眠的线程 　　 　　

Thread-local storage（或者以Pthreads术语，称作 线程特有数据）: 　　

pthread_key_create(): 分配用于标识进程中线程特定数据的键 　　

pthread_setspecific(): 为指定线程特定数据键设置线程特定绑定 　　

pthread_getspecific(): 获取调用线程的键绑定，并将该绑定存储在 value 指向的位置中 　　

pthread_key_delete(): 销毁现有线程特定数据键

 

与一起工作的工具函数

pthread_equal(): 对两个线程的线程标识号进行比较 　　

pthread_detach(): 分离线程 　　

pthread_self(): 查询线程自身线程标识号


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多线程创建

参考代码：

  1. #include<stdio.h>  
  2. #include<pthread.h>  
  3. #include<string.h>  
  4. #include<sys/types.h>  
  5. #include<unistd.h>  
  6. pthread_t main_tid;  
  7. void print_ids(const char *str)  
  8. {  
  9.     pid_t pid;      //进程id  
  10.     pthread_t tid;  //线程id  
  11.     pid = getpid();       //获取当前进程id  
  12.     tid = pthread_self(); //获取当前线程id  
  13.     printf("%s pid: %u tid: %u (0x%x)/n",  
  14.                 str,  
  15.                 (unsigned int)pid,  
  16.                 (unsigned int)tid,  
  17.                 (unsigned int)tid);  
  18. }  
  19. void *func(void *arg)  
  20. {  
  21.     print_ids("new  thread:");  
  22.     return ((void *)0);  
  23. }  
  24. int main()  
  25. {  
  26.     int err;  
  27.     err = pthread_create(&main_tid, NULL, func, NULL); //创建线程  
  28.     if(err != 0){  
  29.         printf("create thread error: %s/n",strerror(err));  
  30.         return 1;  
  31.     }  
  32.     printf("main thread: pid: %u tid: %u (0x%x)/n",   
  33.                 (unsigned int)getpid(),  
  34.                 (unsigned int)pthread_self(),  
  35.                 (unsigned int)pthread_self());  
  36.     print_ids("main thread:");  
  37.     sleep(1);  
  38.     return 0;  
  39. }  

 

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多线程条件变量

参考代码：

  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <pthread.h>  
  3. #include <unistd.h>  
  4.   
  5. pthread_mutex_t counter_lock;   //互斥锁  
  6. pthread_cond_t counter_nonzero; //条件变量  
  7. int counter = 0;  
  8. int estatus = -1;  
  9.   
  10. void *decrement_counter(void *argv);  
  11. void *increment_counter(void *argv);  
  12.   
  13. //******* 主函数 *******//  
  14. int main(int argc, char **argv)  
  15. {  
  16.     printf("counter: %d/n", counter);  
  17.     pthread_t thd1, thd2;  
  18.     int ret;  
  19.   
  20.     //初始化  
  21.     pthread_mutex_init(&counter_lock, NULL);  
  22.     pthread_cond_init(&counter_nonzero, NULL);  
  23.       
  24.     ret = pthread_create(&thd1, NULL, decrement_counter, NULL); //创建线程1  
  25.     if(ret){  
  26.         perror("del:/n");  
  27.         return 1;  
  28.     }  
  29.   
  30.     ret = pthread_create(&thd2, NULL, increment_counter, NULL); //创建线程2  
  31.     if(ret){  
  32.         perror("inc: /n");  
  33.         return 1;  
  34.     }  
  35.   
  36.     int counter = 0;  
  37.     while(counter != 10){  
  38.         printf("counter(main): %d/n", counter); //主线程  
  39.         sleep(1);  
  40.         counter++;  
  41.     }  
  42.   
  43.     pthread_exit(0);  
  44.       
  45.     return 0;  
  46. }  
  47.   
  48. void *decrement_counter(void *argv)  
  49. {  
  50.     printf("counter(decrement): %d/n", counter);  
  51.     pthread_mutex_lock(&counter_lock);  
  52.     while(counter == 0)  
  53.         pthread_cond_wait(&counter_nonzero, &counter_lock); //进入阻塞(wait)，等待激活(signal)  
  54.       
  55.     printf("counter--(before): %d/n", counter);      
  56.     counter--; //等待signal激活后再执行  
  57.     printf("counter--(after): %d/n", counter);      
  58.     pthread_mutex_unlock(&counter_lock);   
  59.   
  60.     return &estatus;  
  61. }  
  62.   
  63. void *increment_counter(void *argv)  
  64. {  
  65.     printf("counter(increment): %d/n", counter);  
  66.     pthread_mutex_lock(&counter_lock);  
  67.     if(counter == 0)  
  68.         pthread_cond_signal(&counter_nonzero); //激活(signal)阻塞(wait)的线程(先执行完signal线程，然后再执行wait线程)  
  69.   
  70.     printf("counter++(before): %d/n", counter);      
  71.     counter++;   
  72.     printf("counter++(after): %d/n", counter);      
  73.     pthread_mutex_unlock(&counter_lock);  
  74.   
  75.     return &estatus;  
  76. }  


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多线程的创建特殊数据键

参考代码：

  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <pthread.h>  
  3. #include <unistd.h>  
  4.   
  5. pthread_key_t key; //声明参数key  
  6.   
  7. void echomsg(void *arg) //析构处理函数  
  8. {  
  9.     printf("destruct executed in thread = %u, arg = %p/n",   
  10.                 (unsigned int)pthread_self(),  
  11.                 arg);     
  12. }  
  13.   
  14. void *child_1(void *arg)  
  15. {  
  16.     pthread_t tid;  
  17.      
  18.     tid = pthread_self();  
  19.     printf("%s: thread %u enter/n", (char *)arg, (unsigned int)tid);  
  20.       
  21.     pthread_setspecific(key, (void *)tid);  // 与key值绑定的value(tid)  
  22.     printf("%s: thread %u returns %p/n",    // %p 表示输出指针格式   
  23.                 (char *)arg,  
  24.                 (unsigned int)tid,   
  25.                 pthread_getspecific(key));  // 获取key值的value  
  26.     sleep(1);  
  27.     return NULL;  
  28. }  
  29.   
  30. void *child_2(void *arg)  
  31. {  
  32.     pthread_t tid;  
  33.      
  34.     tid = pthread_self();  
  35.     printf("%s: thread %u enter/n", (char *)arg, (unsigned int)tid);  
  36.       
  37.     pthread_setspecific(key, (void *)tid);  
  38.     printf("%s: thread %u returns %p/n",   
  39.                 (char *)arg,  
  40.                 (unsigned int)tid,   
  41.                 pthread_getspecific(key));  
  42.     sleep(1);  
  43.     return NULL;  
  44. }  
  45.   
  46. //******* 主函数 *******//  
  47. int main(void)  
  48. {  
  49.     pthread_t tid1, tid2;  
  50.       
  51.     printf("hello main/n");  
  52.       
  53.     pthread_key_create(&key, echomsg); //创建key  
  54.       
  55.     pthread_create(&tid1, NULL, child_1, (void *)"child_1"); //创建带参数的线程，需要强制转换  
  56.     pthread_create(&tid2, NULL, child_2, (void *)"child_2");  
  57.   
  58.     sleep(3);  
  59.     pthread_key_delete(key); //清除key  
  60.     printf("bye main/n");  
  61.       
  62.     pthread_exit(0);  
  63.     return 0;  
  64. }  

 

附加参考——函数原型：

Posix定义了两个API分别用来创建和注销TSD：

int pthread_key_create(pthread_key_t *key, void (*destr_function) (void *))
注销一个TSD采用如下API：
int pthread_key_delete(pthread_key_t key)
int pthread_setspecific(pthread_key_t key, const void *pointer)
void * pthread_getspecific(pthread_key_t key)
 

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多线程的创建特殊数据键

参考代码：

  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <pthread.h>  
  3. #include <unistd.h>  
  4.   
  5. pthread_once_t once = PTHREAD_ONCE_INIT; //声明变量  
  6.   
  7. //once_run()函数仅执行一次，且究竟在哪个线程中执行是不定的  
  8. //尽管pthread_once(&once,once_run)出现在两个线程中  
  9. //函数原型：int pthread_once(pthread_once_t *once_control, void (*init_routine)(void))  
  10. void once_run(void)  
  11. {  
  12.     printf("Func: %s in thread: %u/n",   
  13.                 __func__,   
  14.                 (unsigned int)pthread_self());  
  15. }  
  16.   
  17. void *child_1(void *arg)  
  18. {  
  19.     pthread_t tid;  
  20.   
  21.     tid = pthread_self();  
  22.     pthread_once(&once, once_run); //调用once_run  
  23.     printf("%s: thread %d returns/n", (char *)arg, (unsigned int)tid);  
  24.   
  25.     return NULL;  
  26. }  
  27.   
  28. void *child_2(void *arg)  
  29. {  
  30.     pthread_t tid;  
  31.   
  32.     tid = pthread_self();  
  33.     pthread_once(&once, once_run); //调用once_run  
  34.     printf("%s: thread %d returns/n", (char *)arg, (unsigned int)tid);  
  35.   
  36.     return NULL;  
  37. }  
  38.   
  39. //******* main *******//  
  40. int main(void)  
  41. {  
  42.     pthread_t tid1, tid2;  
  43.   
  44.     printf("hello main/n");  
  45.     pthread_create(&tid1, NULL, child_1, (void *)"child_1");  
  46.     pthread_create(&tid2, NULL, child_2, (void *)"child_2");  
  47.   
  48.     pthread_join(tid1, NULL);  //main主线程等待线程tid1返回  
  49.     pthread_join(tid2, NULL);  //main主线程等待线程tid2返回  
  50.     printf("bye main/n");  
  51.   
  52.     return 0;  
  53. }  


来源：python脚本自动迁移

posted @ 2020-06-23 19:50  jiangcheng_15  阅读(301)  评论(0)  编辑  收藏  举报