线程 pthread
定义及基本概念:
一个标准的线程由线程ID,当前指令指针(PC),寄存器集合和堆栈组成。
线程是进程中的一个实体,它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。
Linux 下 pthread 的实现是通过系统调用 clone()来实现。 clone() 是Linux所特有的系统调用,它的使用方法类似fork().
线程之间的关系:
一个线程可以创建和撤消另一个线程,同一进程中的多个线程之间可以并发执行。由于线程之间的相互制约,致使线程在运行中呈现出间断性。线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。
线程的好处:
1) 减少了CUP\内存的开销
2) 方便相互通讯(线程之间共享代码段、堆栈段等)
线程 与 进程的区别:
1)地址空间:进程内的一个执行单元;进程至少有一个线程;它们共享进程的地址空间;而进程有自己独立的地址空间;
2)资源拥有:进程是资源分配和拥有的单位,同一个进程内的线程共享进程的资源
3)线程是处理器调度的基本单位,但进程不是.
4)二者均可并发执行.
小结:进程是资源的分配的基本单位,线程是调度的基本单位。 进程包含线程,线程共用进程的资源。
线程的同步:
Mutex(互斥锁): 用来锁住共用的内存,同时只有一个线程访问
解决方法:在门口挂N把钥匙,进去的人就取一把钥匙,出来时就把钥匙挂回原处。后面来的人,发现没有钥匙架空了,就知道在门口排队。这种方法叫“”信号量“”(Semaphore),用来保证多个线程不会相互冲突。
Mutex (互斥锁)是 Semaphore 的一种特殊的情况,(N = 1).
举例说明:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <pthread.h> #include <sys/types.h> #include <signal.h> void* do_it(void* arg) { int i = 10; while (i--) { printf("."); fflush(stdout); sleep(1); } } int main() { pthread_t t; pthread_create(&t, NULL, do_it, NULL); pthread_join(t, NULL); printf("hello world\n"); return 0; }
pthread_t 在头文件 /usr/include/bits/pthreadtypes.h中定义:
typedef unsigned long int pthread_t ; 它是一个线程的标识符
函数pthread_create 用来创建一个线程,它的原型:
extern int pthread_create __P ((pthread_t *__thread, __const pthread_attr_t *__attr,void *(*__start_routine) (void *), void *__arg));
第一个参数为指向线程标识符的指针,第二个参数用来设置线程属性,第三个参数是线程运行函数的起始地址,最后一个参数是运行函数的参数。这里,我们的函数thread不需要参数,所以最后一个参数设为空指针。第二个参数我们也设为空指针,这样将生成默认属性的线程。对线程属性的设定和修改我们将在下一节阐述。当创建线程
成功时,函数返回0,若不为0则说明创建线程失败,常见的错误返回代码为EAGAIN和EINVAL。前者表示系统限制创建新的线程,例如线程数目过多了;后者表示第二个参
数代表的线程属性值非法。创建线程成功后,新创建的线程则运行参数三和参数四确定的函数,原来的线程则继续运行下一行代码。
函数pthread_join用来等待一个线程的结束。函数原型为:
extern int pthread_join __P ((pthread_t __th, void **__thread_return));
第一个参数为被等待的线程标识符,第二个参数为一个用户定义的指针,它可以用来存储被等待线程的返回值。这个函数是一个线程阻塞的函数,调用它的函数将一直等
待到被等待的线程结束为止,当函数返回时,被等待线程的资源被收回。一个线程的结束有两种途径,一种是象我们上面的例子一样,函数结束了,调用它的线程也就结
束了;
另一种方式是通过函数pthread_exit来实现。它的函数原型为:
extern void pthread_exit __P ((void *__retval)) __attribute__ ((__noreturn__));
唯一的参数是函数的返回代码,只要pthread_join中的第二个参数thread_return不是NULL,这个值将被传递给thread_return。最后要说明的是,一个线程不能被多个
线程等待,否则第一个接收到信号的线程成功返回,其余调用pthread_join的线程则返回错误代码ESRCH。
在这一节里,我们编写了一个最简单的线程,并掌握了最常用的三个函数pthread_create,pthread_join和pthread_exit。下面,我们来了解线程的一些常用属性以
及如何设置这些属性。