在主流的操作系統(tǒng)中,多任務(wù)一般都提供了進(jìn)程和線程兩種實(shí)現(xiàn)方式,進(jìn)程享有獨(dú)立
的進(jìn)程空間,而線程相對于進(jìn)程來說是一種更加輕量級的多任務(wù)并行,多線程之間一般都是共
享所在進(jìn)程的內(nèi)存空間的。
Linux也不例外,雖然從內(nèi)核的角度來看,線程體現(xiàn)為一種對進(jìn)程的"克隆"(clone),共
享進(jìn)程的資源。但是在用戶空間提供了線程管理機(jī)制來實(shí)現(xiàn)對線程的管理,目前Linux中最流行
的線程機(jī)制為LinuxThreads,下面以一個多線程編程實(shí)例來介紹該線程庫的編程接口:
示例1:線程的創(chuàng)建和退出,等待線程結(jié)束和獲取線程的返回值
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
/************************************************************
*線程函數(shù):線程運(yùn)行執(zhí)行的函數(shù)
*參數(shù)p:通用類型的指針,啟動線程時傳遞給線程函數(shù)的參數(shù)
*返回值:通用類型指針,線程結(jié)束后啟動線程的函數(shù)可以獲取該值
*************************************************************/
void* task(void* p){
double r = *(double*)p;
printf("%lf\n",3.14*r*r);
}
void* task2(void* p){
static int sum = 0;
int i;
for(i=1;i<11;i++)
sum = sum+i;
return ∑
//pthread_exit(&sum);線程退出,和return等價
}
int main(){
pthread_t id1,id2;
double d = 1.0;
int* pi = NULL;
/*
*創(chuàng)建線程函數(shù),在主線程中調(diào)用該函數(shù)可以創(chuàng)建線程
*參數(shù)1:線程ID,ID由系統(tǒng)分配,該參數(shù)是一個傳出參數(shù),類型為pthread_t *
*參數(shù)2:線程屬性,使用默認(rèn)屬性給0即可,類型為pthread_attr_t *
*參數(shù)3:線程函數(shù),即線程運(yùn)行時代碼,類型為void *(*)(void *)
*參數(shù)4:傳遞給線程函數(shù)的參數(shù)
*/
pthread_create(&id1,0,task,&d);//計算圓的面積
pthread_create(&id2,0,task2,0);//計算累加和
/*
*等待線程結(jié)束函數(shù),用于在一個線程中等待另外一個線程結(jié)束
*參數(shù)1:要等待結(jié)束的線程的ID
*參數(shù)2:結(jié)束線程的返回值的地址(由于是傳出參數(shù),所以是返回值的地址)
*/
pthread_join(id1,0);
pthread_join(id2,(void**)&pi);//pi=∑
printf("sum=%d\n",*pi);
return 0;
}
此外,我們還可以設(shè)置線程的屬性,下面介紹設(shè)置線程分離屬性的代碼
示例2:設(shè)置線程的分離屬性
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
//線程函數(shù)
void* task(void* p){
int i;
for(i=0;i<50;i++){
printf("%d\n",i);
usleep(100000);//0.1秒
}
}
int main(){
pthread_t id;
pthread_create(&id,0,task,0);
/*
*將線程設(shè)置為分離屬性,分離屬性的線程一旦結(jié)束,直接回收資源
*因此當(dāng)線程設(shè)置為分離屬性后將無法再等待線程結(jié)束和獲取線程的返回值
*參數(shù):設(shè)置分離屬性的線程ID
*/
pthread_detach(id);//detach的線程join
//pthread_join(id,0);//無效
int i;
for(i=0;i<50;i++){
printf("main:%d\n",i);
usleep(100000);//0.1秒
}
}
由于多線程之間是共享進(jìn)程資源的,所以多線程編程時需要對共享資源的訪問進(jìn)行保護(hù)
包括互斥和同步,常用的方式包括互斥鎖和信號量
示例3:互斥鎖的使用
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
char* data[5];//定義一個長度是5字符串?dāng)?shù)組
int size = 0;//定義了當(dāng)前下標(biāo),也是人數(shù)
pthread_mutex_t lock;//1 聲明
void* task(void* p){
pthread_mutex_lock(&lock);//3 加鎖
data[size] = (char*)p; //4 訪問共享資源
usleep(10000); ++size;
pthread_mutex_unlock(&lock);//5 解鎖
}
int main(){
data[size] = "liubei"; size++;
pthread_mutex_init(&lock,0);//2 初始化
pthread_t id1,id2;
pthread_create(&id1,0,task,"zhangfei");
pthread_create(&id2,0,task,"guanyu");
pthread_join(id1,0);
pthread_join(id2,0);
pthread_mutex_destroy(&lock);//6 刪除
int i;
for(i=0;i<size;i++)
printf("%s\n",data[i]);
}
示例4:信號量的使用
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <time.h>
sem_t sem; //1 分配
void* task(void* p){
int i = (int)p;
printf("第%d個線程申請連接\n",i);
sem_wait(&sem);//3 P操作(計數(shù)-1)
printf("第%d個線程申請成功\n",i);
srand(time(0));//4 模擬訪問共享資源
sleep(rand()%10);
printf("第%d個線程釋放資源\n",i);
sem_post(&sem);//5 V操作(計數(shù)+1)
}
int main(){
sem_init(&sem,0,10);//2 初始化
int i;
for(i=1;i<16;i++){
pthread_t id;
pthread_create(&id,0,task,(void*)i);
}
while(1);
}
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