【线程】多线程创建,传参,共享数据,终止,等待,清除
多线程优点
使用线程的理由之一：
和进程相比，它是一种“节俭”的多任务操作方式。在linux系统下，启动一个新的进程必须分配给他独立的地址空间，建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段，这是一种“昂贵的”多任务工作方式。
运行于一个进程中的多个线程，他们之间使用相同的地址空间，而且线程间彼此切换所用的时间也远远小于进程间切换所用的时间。据统计，一个进程的开销大约是一个线程开销的30倍左右。
使用多线程理由之二：
线程间方便的通信机制。对不同进程来说，他们具有独立的数据空间，要进行数据传递只能通过进程间通信的方式进行，这种方式不仅耗时而且很不方便。线程则不然，由于同一进程下的线程之间共享数据空间，所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用，这不仅快捷，而且方便。
除了以上优点之外，多线程作为一种多任务、并发的工作方式，有如下优点：
使多CPU系统更加有效，操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时，不同的线程运行在不同的CPU上。
改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程，成为几个独立或者半独立的部分，这样的程序会有利于理解和修改。
创建线程
#include<pthread.h> int pthread_create(pthread_t *tidp,const pthread_attr_t *attr,void *(*start_rtn)(void),void arg)
- tidp:线程ID
- attr：线程属性（通常为空）
- start_rtn:线程要执行的函数
- arg：start_rtn的参数
编译
因为pthread的库不是LINUX系统库，所以在编译的时候要加上 -lphread
#gcc filename -lphread -o 。。。
线程实例之pthread_join()
1 /********************************************************** 2 *程序要求： 在程序中创建一个线程，进程需等待该线程执行结束后才能继续执行。 3 *功能描述： 通过pthread_join阻塞等待，直至相应线程结束。 4 **********************************************************/ 5 #include <unistd.h> 6 #include <stdio.h> 7 #include <pthread.h> 8 9 /* 10 * 线程的执行函数 11 * */ 12 void *thread(void *str) 13 { 14 int i; 15 for (i = 0; i < 3; ++i) 16 { 17 sleep(2); 18 printf( "This in the thread : %d\n" , i ); 19 } 20 return NULL; 21 } 22 23 24 /* 25 * 程序入口 26 * */ 27 int main() 28 { 29 pthread_t pth; 30 int i; 31 32 /*创建线程并执行线程执行函数*/ 33 int ret = pthread_create(&pth, NULL, thread, NULL); 34 printf("The main process will be to run,but will be blocked soon\n"); 35 /*阻塞等待线程退出*/ 36 pthread_join(pth, NULL); 37 38 printf("thread was exit\n"); 39 for (i = 0; i < 3; ++i) 40 { 41 sleep(1); 42 printf( "This in the main : %d\n" , i ); 43 } 44 return 0; 45 }
线程实例之传参
1 #include <unistd.h> 2 #include <stdio.h> 3 #include <pthread.h> 4 5 /* 6 * 线程的执行函数 7 * */ 8 void *thread(void *str) 9 { 10 int *num; 11 num=(int *)str; 12 printf("create parameter is %d\n",*num); 13 return (void*)0; 14 15 } 16 17 18 /* 19 * 程序入口 20 * */ 21 int main() 22 { 23 pthread_t pth; 24 int error; 25 int test=4; 26 int *attr=&test; 27 28 /*创建线程并执行线程执行函数*/ 29 error = pthread_create(&pth, NULL, thread, (void *)attr); 30 if(error) 31 { 32 printf("pthread_create is created is not create...\n"); 33 return -1; 34 } 35 sleep(1); 36 37 printf("pthread_create is created\n"); 38 39 return 0; 40 }
线程实例之传结构体
1 /********************************************************** 2 *实验要求： 在程序中创建一个线程，并向该线程处理函数传递一个结构体作为 3 * 参数。 4 *功能描述： 通过pthread_create创建一个线程并传入一个结构体参数，再 5 * 在线程中接收到这个参数并把参数内容打印出来。 6 **********************************************************/ 7 #include <stdio.h> 8 #include <unistd.h> 9 #include <stdlib.h> 10 #include <pthread.h> 11 12 struct menber 13 { 14 int a; 15 char *s; 16 }; 17 18 /* 19 * 线程执行函数 20 * */ 21 void *create(void *arg) 22 { 23 struct menber *temp; 24 temp=(struct menber *)arg; 25 26 printf("menber->a = %d \n",temp->a); 27 printf("menber->s = %s \n",temp->s); 28 29 return (void *)0; 30 } 31 32 /* 33 * 程序入口 34 * */ 35 int main(int argc,char *argv[]) 36 { 37 pthread_t tidp; 38 int error; 39 struct menber *b; 40 41 /*为结构体指针b分配内存并赋值*/ 42 b=(struct menber *)malloc( sizeof(struct menber) ); 43 b->a = 4; 44 b->s = "成鹏致远"; 45 46 /*创建线程并运行线程执行函数*/ 47 error = pthread_create(&tidp, NULL, create, (void *)b); 48 if( error ) 49 { 50 printf("phread is not created...\n"); 51 return -1; 52 } 53 54 sleep(1); //进程睡眠一秒使线程执行完后进程才会结束 55 56 printf("pthread is created...\n"); 57 return 0; 58 }
线程实例之共享进程数据
1 /********************************************************** 2 *程序要求： 在程序中创建一个线程，进程需等待该线程执行结束后才能继续执行。 3 *功能描述： 创建的线程和创建线程的进程是共享数据段中的数据。 4 **********************************************************/ 5 #include <unistd.h> 6 #include <stdio.h> 7 #include <pthread.h> 8 9 /* 10 * 线程的执行函数 11 * */ 12 int a=1; /*存放在数据段当中的数据*/ 13 14 void *thread(void *str) 15 { 16 printf("new pthread ...\n"); 17 printf("a=%d \n",a); 18 a++; 19 return (void *)0; 20 } 21 22 23 /* 24 * 程序入口 25 * */ 26 int main() 27 { 28 pthread_t pth; 29 int error; 30 31 32 printf("in main 1: a=%d",a); 33 34 /*创建线程并执行线程执行函数*/ 35 error = pthread_create(&pth, NULL, thread, NULL); 36 if(error!=0) 37 { 38 printf("new pthread is not created ...\n"); 39 return -1; 40 } 41 sleep(3); 42 43 printf("in main 2: a=%d",a); 44 printf("new thread is create...\n"); 45 46 return 0; 47 }
注意:线程会共享创建线程的进程中的内容，并且共享的是数据段的内容，而不能是栈里面的内容。
终止线程
如果进程中任何一个线程中调用exit或_exit,那么整个进程都会终止，线程的正常终止方式有：
- 线程从启动例程中返回return。
- 线程可以被另一个进程终止（kill）。
- 线程自己调用pthread_exit函数。
#inlucde<pthread.h> void pthread_exit(void *rval_ptr)
功能：终止调用线程。
Rval_ptr:线程退出返回值的指针。
线程等待
#include<pthread.h> int pthread_join(pthread_t tid,void **rval_ptr)
功能：阻塞调用线程，直到指定的线程终止。
Tid：等待退出的线程ID
Rval_ptr:线程退出的返回值的指针。
线程的清除
线程终止有两种情况：正常终止和非正常终止。
线程主动调用pthread_exit或者从线程函数中return都将使得线程正常终止，这是可以预见的退出方式；非正常终止是线程在其他线程的干预下，或者由于自身运行错误而退出，这种退出方式不可预见的。
在非正常或者正常终止条件下，如何释放资源，是一个必须考虑的问题。
从pthread_cleanup_push的调用点到pthread_cleanup_pop之间的程序段中的终止动作（包括调用pthread_exit()和异常终止，不包括return）都将执行pthread_cleanup_push（）所指定的清理函数。
#include<pthread.h> void pthread_cleanup_push(void(*rtn)(void *),void *arg)
功能：将清除函数压入栈
- rtn：清除函数
- arg：清除函数参数
#include<pthread.h> void pthread_cleanup_pop(int execute)
功能：将清除函数弹出清除栈
参数：execute执行到pthread_cleanup_pop时是否在弹出清理函数的同时执行该函数，非0：执行，0：不执行。
线程实例之清除程序
1 /********************************************************** 2 *实验要求： 在程序中创建一个线程，使用线程API对该线程进行清理工作。 3 *功能描述： 创建线程，并在其中使用函数pthread_cleanup_push和函数 4 * pthread_cleanup_pop，验证这两个清理函数的效果。 5 **********************************************************/ 6 #include <stdio.h> 7 #include <pthread.h> 8 #include <unistd.h> 9 10 /* 11 * 线程清理函数 12 * */ 13 void *clean(void *arg) 14 { 15 printf("cleanup :%s\n",(char *)arg); 16 17 return (void *)0; 18 } 19 20 /* 21 * 线程1的执行函数 22 * */ 23 void *thr_fn1(void *arg) 24 { 25 printf("thread 1 start \n"); 26 /*将线程清理函数压入清除栈两次*/ 27 pthread_cleanup_push( (void*)clean,"thread 1 first handler"); 28 pthread_cleanup_push( (void*)clean,"thread 1 second hadler"); 29 printf("thread 1 push complete \n"); 30 31 if(arg) 32 { 33 return((void *)1); //线程运行到这里会结束，后面的代码不会被运行。由于是用return退出，所以不会执行线程清理函数。 34 } 35 pthread_cleanup_pop(0); 36 pthread_cleanup_pop(0); 37 38 return (void *)1; 39 } 40 41 /* 42 * 线程2的执行函数 43 * */ 44 void *thr_fn2(void *arg) 45 { 46 printf("thread 2 start \n"); 47 48 /*将线程清理函数压入清除栈两次*/ 49 pthread_cleanup_push( (void*)clean,"thread 2 first handler"); 50 pthread_cleanup_push( (void*)clean,"thread 2 second handler"); 51 printf("thread 2 push complete \n"); 52 53 if(arg) 54 { 55 pthread_exit((void *)2);//线程运行到这里会结束，后面的代码不会被运行。由于是用pthread_exit退出，所以会执行线程清理函数。执行的顺序是先压进栈的后执行，即后进先出。 56 } 57 pthread_cleanup_pop(0); 58 pthread_cleanup_pop(0); 59 pthread_exit((void *)2); 60 } 61 62 /* 63 * 程序入口 64 * */ 65 int main(void) 66 { 67 int err; 68 pthread_t tid1,tid2; 69 void *tret; 70 71 /*创建线程1并执行线程执行函数*/ 72 err=pthread_create(&tid1,NULL,thr_fn1,(void *)1); 73 if(err!=0) 74 { 75 printf("error .... \n"); 76 return -1; 77 } 78 /*创建线程2并执行线程执行函数*/ 79 err=pthread_create(&tid2,NULL,thr_fn2,(void *)1); 80 if(err!=0) 81 { 82 printf("error .... \n"); 83 return -1; 84 } 85 86 /*阻塞等待线程1退出，并获取线程1的返回值*/ 87 err=pthread_join(tid1,&tret); 88 if(err!=0) 89 { 90 printf("error .... \n"); 91 return -1; 92 } 93 printf("thread 1 exit code %d \n",(int)tret); 94 /*阻塞等待线程2退出，并获取线程2的返回值*/ 95 err=pthread_join(tid2,&tret); 96 if(err!=0) 97 { 98 printf("error .... "); 99 return -1; 100 } 101 printf("thread 2 exit code %d \n",(int)tret); 102 103 return 1; 104 }
运行结果
1 thread 1 start 2 thread 1 push complete 3 thread 1 exit code 1 4 thread 2 start 5 thread 2 push complete 6 cleanup :thread 2 second handler 7 cleanup :thread 2 first handler 8 thread 2 exit code 2
