Linux多线程编程

       作为多任务实现的一种机制，多线程应用得非常广泛，相对于多进程，多线程不仅运行效率高，而且还可以提高系统资源的使用效率。虽然网上关于多线程的讲解已经有一大堆，但出于学习的心态，有必要在这里做一下笔记。

一、多线程编程常用函数

1. int pthread_create(pthread_t * thread,const pthread_attr_t * attr,void * (*start_routine)(void *), void *arg);

作用：创建一个新线程

参数：

 thread：线程ID

 attr：线程属性（包括调度策略，调度参数，堆栈地址，堆栈大小等）。一般设置为NULL，即采用系统默认属性

 void * (*start_routine)：线程函数指针

 *arg：线程函数参数的指针

 返回值：

0：表示创建成功

其他：表示创建失败失败

 2. int pthread_join(pthread_t th, void **thread_return);

作用：等待其他线程终止

参数：

th：需要等待的线程的ID

thread_return：所等待的线程的返回值

返回值：

0：表示成功

其他：表示失败

3. void pthread_exit(void *retval);

作用：终止当前线程

参数：

retval：线程的返回值

4. int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

作用：上锁，如果锁不可用则会阻塞当前线程直到锁可用

参数：

mutex：互斥变量

5. int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
作用：与pthread_mutex_lock()相反

6. pthread_t pthread_self(void);

作用：返回当前线程ID

返回值：

当前线程ID

7. int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex);

作用：解锁mutex，等待条件变量cond被发出信号

参数：

cond：条件变量

mutex：互斥锁对象

      在调用此函数之前要先获得互斥锁，调用此函数时会自动释放互斥锁以防止死锁，这就是为什么此函数与互斥锁联系在一起的原因。另外此函数调用成功后当前线程会被挂起并放弃CPU，因此在等待的过程中是不会占用CPU资源的，当条件满足（被唤醒）时会重新上锁。

8. int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);

作用：重新开始（唤醒）正在等待条件变量cond的线程

参数：

cond：条件变量

二、实例

       要求：在主线程里创建两个子线程，其中一个子线程输出1,3,5,7,9，另一个子线程输出2,4,6,8,10，输出的顺序是1,2,3,4,5,6,7,8,9,10。两个子线程都退出后主线程才退出。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>


//初始化互斥锁
pthread_mutex_t count_mutex     = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
//初始化条件变量
pthread_cond_t  condition_var   = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
//初始化计数变量
int num = 1;

//线程1的线程函数
void *thread1(void *arg)
{
    while(1)
    {
        //上锁
        pthread_mutex_lock( &count_mutex );    
        //如果num是奇数
        if(num%2)
        {    
            //输出当前num的值
            printf("thread1 create: %d\n",num);
            num++;    
        }
        else
            //解锁，等待
            pthread_cond_wait( &condition_var, &count_mutex );
        //解锁
        pthread_mutex_unlock( &count_mutex );
        if(num > 10)
            return NULL;
    }
    
}

//线程2的线程函数
void *thread2(void *arg)
{
    while(1)
    {
        //上锁
        pthread_mutex_lock( &count_mutex );    
        //如果num是偶数
        if(!(num%2))
        {    
            //输出当前num的值
            printf("thread2 create: %d\n",num);
            num++;    
        }
        else
            //唤醒正在等待的线程
            pthread_cond_signal( &condition_var );
        
        //解锁
        pthread_mutex_unlock( &count_mutex );
        if(num > 10)
        {
            //最后再唤醒一次以防止死锁
            pthread_cond_signal( &condition_var );
            return NULL;
        }
    }

}


int main()
{
    pthread_t t1,t2;
    int ret;
 
    //创建线程1
    ret = pthread_create(&t1,NULL,thread1,NULL);
    if(ret != 0)    
    {
        printf("pthread_create 1 failed!\n");
    }
    
    //创建线程2
    ret = pthread_create(&t2,NULL,thread2,NULL);
    if(ret != 0)    
    {
        printf("pthread_create 2 failed!\n");
    }

    //等待线程1结束
    ret = pthread_join(t1,NULL);
    if(ret != 0)
    {
        printf("pthread_join 1 failed!\n");        
    }    

    //等待线程2结束
    ret = pthread_join(t2,NULL);
    if(ret != 0)
    {
        printf("pthread_join 2 failed!\n");
    }

    return 0;
}

编译后运行，结果如下：