Linux程序设计入门--线程操作

 前言:Linux下线程的创建
介绍在Linux下线程的创建和基本的使用. Linux下的线程是一个非常复杂的问题,由
于我对线程的学习不时很好,我在这里只是简单的介绍线程的创建和基本的使用,关于线
程的高级使用(如线程的属性,线程的互斥,线程的同步等等问题)可以参考我后面给出的
资料. 现在关于线程的资料在网络上可以找到许多英文资料,后面我罗列了许多链接,对
线程的高级属性感兴趣的话可以参考一下. 等到我对线程的了解比较深刻的时候,我回来
完成这篇文章.如果您对线程了解的详尽我也非常高兴能够由您来完善.
先介绍什么是线程.我们编写的程序大多数可以看成是单线程的.就是程序是按照一定的
顺序来执行.如果我们使用线程的话,程序就会在我们创建线成的地方分叉,变成两个"程
序"在执行.粗略的看来好象和子进程差不多的,其实不然.子进程是通过拷贝父进程的地
址空间来执行的.而线程是通过共享程序代码来执行的,讲的通俗一点就是线程的相同的
代码会被执行几次.使用线程的好处是可以节省资源,由于线程是通过共享代码的,所以没
有进程调度那么复杂.

线程的创建和使用
线程的创建是用下面的几个函数来实现的.

1. #include <pthread.h>    
2. int pthread_create(pthread_t *thread,pthread_attr_t *attr,    
3. void *(*start_routine)(void *),void *arg);    
4. void pthread_exit(void *retval);    
5. int pthread_join(pthread *thread,void **thread_return);    

#include <pthread.h>int pthread_create(pthread_t *thread,pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine)(void *),void *arg);void pthread_exit(void *retval);int pthread_join(pthread *thread,void **thread_return);
pthread_create创建一个线程,thread是用来表明创建线程的ID,attr指出线程创建时候
的属性,我们用NULL来表明使用缺省属性.start_routine函数指针是线程创建成功后开始
执行的函数,arg是这个函数的唯一一个参数.表明传递给start_routine的参数. pthrea
d_exit函数和exit函数类似用来退出线程.这个函数结束线程,释放函数的资源,并在最后
阻塞,直到其他线程使用pthread_join函数等待它.然后将*retval的值传递给**thread_
return.由于这个函数释放所以的函数资源,所以retval不能够指向函数的局部变量. pt
hread_join和wait调用一样用来等待指定的线程. 下面我们使用一个实例来解释一下使
用方法.在实践中,我们经常要备份一些文件.下面这个程序可以实现当前目录下的所有文
件备份.备份后的后缀名为bak

1. #include <stdio.h>    
2. #include <unistd.h>    
3. #include <stdlib.h>    
4. #include <string.h>    
5. #include <errno.h>    
6. #include <pthread.h>    
7. #include <dirent.h>    
8. #include <fcntl.h>    
9. #include <sys/types.h>    
10. #include <sys/stat.h>    
11. #include <sys/time.h>    
12. #define BUFFER 512    
13. struct copy_file {    
14. int infile;    
15. int outfile;    
16. };    
17. void *copy(void *arg)    
18. {    
19. int infile,outfile;    
20. int bytes_read,bytes_write,*bytes_copy_p;    
21. char buffer[BUFFER],*buffer_p;    
22. struct copy_file *file=(struct copy_file *)arg;    
23. infile=file->infile;    
24. outfile=file->outfile;    
25. /* 因为线程退出时,所有的变量空间都要被释放,所以我们只好自己分配内存了 */    
26. if((bytes_copy_p=(int *)malloc(sizeof(int)))==NULL) pthread_exit(NULL);    
27. bytes_read=bytes_write=0;    
28. *bytes_copy_p=0;    
29. /* 还记得怎么拷贝文件吗 */    
30. while((bytes_read=read(infile,buffer,BUFFER))!=0)    
31. {    
32. if((bytes_read==-1)&&(errno!=EINTR))break;    
33. else if(bytes_read>0)    
34. {    
35. buffer_p=buffer;    
36. while((bytes_write=write(outfile,buffer_p,bytes_read))!=0)    
37. {    
38. if((bytes_write==-1)&&(errno!=EINTR))break;    
39. else if(bytes_write==bytes_read)break;    
40. else if(bytes_write>0)    
41. {    
42. buffer_p+=bytes_write;    
43. bytes_read-=bytes_write;    
44. }    
45. }    
46. if(bytes_write==-1)break;    
47. *bytes_copy_p+=bytes_read;    
48. }    
49. }    
50. close(infile);    
51. close(outfile);    
52. pthread_exit(bytes_copy_p);    
53. }    
54. int main(int argc,char **argv)    
55. {    
56. pthread_t *thread;    
57. struct copy_file *file;    
58. int byte_copy,*byte_copy_p,num,i,j;    
59. char filename[BUFFER];    
60. struct dirent **namelist;    
61. struct stat filestat;    
62. /* 得到当前路径下面所有的文件(包含目录)的个数 */    
63. if((num=scandir(".",&namelist,0,alphasort))<0)    
64. {    
65. fprintf(stderr,"Get File Num Error:%s\n\a",strerror(errno));    
66. exit(1);    
67. }    
68. /* 给线程分配空间,其实没有必要这么多的 */    
69. if(((thread=(pthread_t *)malloc(sizeof(pthread_t)*num))==NULL)||    
70. ((file=(struct copy_file *)malloc(sizeof(struct copy_file)*num))==NULL)    
71. )    
72. {    
73. fprintf(stderr,"Out Of Memory!\n\a");    
74. exit(1);    
75. }    
76.   
77. for(i=0,j=0;i<num;i++)    
78. {    
79. memset(filename,'\0',BUFFER);    
80. strcpy(filename,namelist[i]->d_name);    
81. if(stat(filename,&filestat)==-1)    
82. {    
83. fprintf(stderr,"Get File Information:%s\n\a",strerror(errno));    
84. exit(1);    
85. }    
86. /* 我们忽略目录 */    
87. if(!S_ISREG(filestat.st_mode))continue;    
88. if((file[j].infile=open(filename,O_RDONLY))<0)    
89. {    
90. fprintf(stderr,"Open %s Error:%s\n\a",filename,strerror(errno));    
91. continue;    
92. }    
93. strcat(filename,".bak");    
94. if((file[j].outfile=open(filename,O_WRONLY|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR))    
95. <0)    
96. {    
97. fprintf(stderr,"Creat %s Error:%s\n\a",filename,strerror(errno    
98. ));    
99. continue;    
100. }    
101. /* 创建线程,进行文件拷贝 */    
102. if(pthread_create(&thread[j],NULL,copy,(void *)&file[j])!=0)    
103. fprintf(stderr,"Create Thread[%d] Error:%s\n\a",i,strerror(errno));    
104. j++;    
105. }    
106. byte_copy=0;    
107. for(i=0;i<j;i++)    
108. {    
109. /* 等待线程结束 */    
110. if(pthread_join(thread[i],(void **)&byte_copy_p)!=0)    
111. fprintf(stderr,"Thread[%d] Join Error:%s\n\a",    
112. i,strerror(errno));    
113. else    
114. {    
115. if(bytes_copy_p==NULL)continue;    
116. printf("Thread[%d] Copy %d bytes\n\a",i,*byte_copy_p);    
117. byte_copy+=*byte_copy_p;    
118. /* 释放我们在copy函数里面创建的内存 */    
119. free(byte_copy_p);    
120. }    
121. }    
122. printf("Total Copy Bytes %d\n\a",byte_copy);    
123. free(thread);    
124. free(file);    
125. exit(0);    
126. }    

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <errno.h>#include <pthread.h>#include <dirent.h>#include <fcntl.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <sys/time.h>#define BUFFER 512struct copy_file {int infile;int outfile;};void *copy(void *arg){int infile,outfile;int bytes_read,bytes_write,*bytes_copy_p;char buffer[BUFFER],*buffer_p;struct copy_file *file=(struct copy_file *)arg;infile=file->infile;outfile=file->outfile;/* 因为线程退出时,所有的变量空间都要被释放,所以我们只好自己分配内存了 */if((bytes_copy_p=(int *)malloc(sizeof(int)))==NULL) pthread_exit(NULL);bytes_read=bytes_write=0;*bytes_copy_p=0;/* 还记得怎么拷贝文件吗 */while((bytes_read=read(infile,buffer,BUFFER))!=0){if((bytes_read==-1)&&(errno!=EINTR))break;else if(bytes_read>0){buffer_p=buffer;while((bytes_write=write(outfile,buffer_p,bytes_read))!=0){if((bytes_write==-1)&&(errno!=EINTR))break;else if(bytes_write==bytes_read)break;else if(bytes_write>0){buffer_p+=bytes_write;bytes_read-=bytes_write;}}if(bytes_write==-1)break;*bytes_copy_p+=bytes_read;}}close(infile);close(outfile);pthread_exit(bytes_copy_p);}int main(int argc,char **argv){pthread_t *thread;struct copy_file *file;int byte_copy,*byte_copy_p,num,i,j;char filename[BUFFER];struct dirent **namelist;struct stat filestat;/* 得到当前路径下面所有的文件(包含目录)的个数 */if((num=scandir(".",&namelist,0,alphasort))<0){fprintf(stderr,"Get File Num Error:%s\n\a",strerror(errno));exit(1);}/* 给线程分配空间,其实没有必要这么多的 */if(((thread=(pthread_t *)malloc(sizeof(pthread_t)*num))==NULL)||((file=(struct copy_file *)malloc(sizeof(struct copy_file)*num))==NULL)){fprintf(stderr,"Out Of Memory!\n\a");exit(1);}for(i=0,j=0;i<num;i++){memset(filename,'\0',BUFFER);strcpy(filename,namelist[i]->d_name);if(stat(filename,&filestat)==-1){fprintf(stderr,"Get File Information:%s\n\a",strerror(errno));exit(1);}/* 我们忽略目录 */if(!S_ISREG(filestat.st_mode))continue;if((file[j].infile=open(filename,O_RDONLY))<0){fprintf(stderr,"Open %s Error:%s\n\a",filename,strerror(errno));continue;}strcat(filename,".bak");if((file[j].outfile=open(filename,O_WRONLY|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR))<0){fprintf(stderr,"Creat %s Error:%s\n\a",filename,strerror(errno));continue;}/* 创建线程,进行文件拷贝 */if(pthread_create(&thread[j],NULL,copy,(void *)&file[j])!=0)fprintf(stderr,"Create Thread[%d] Error:%s\n\a",i,strerror(errno));j++;}byte_copy=0;for(i=0;i<j;i++){/* 等待线程结束 */if(pthread_join(thread[i],(void **)&byte_copy_p)!=0)fprintf(stderr,"Thread[%d] Join Error:%s\n\a",i,strerror(errno));else{if(bytes_copy_p==NULL)continue;printf("Thread[%d] Copy %d bytes\n\a",i,*byte_copy_p);byte_copy+=*byte_copy_p;/* 释放我们在copy函数里面创建的内存 */free(byte_copy_p);}}printf("Total Copy Bytes %d\n\a",byte_copy);free(thread);free(file);exit(0);}
线程的介绍就到这里了,关于线程的其他资料可以查看下面这写链接.
Getting Started With POSIX Threads
The LinuxThreads library