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多线程

来源：互联网 发布：飒漫画软件下载 编辑：程序博客网 时间：2024/06/07 15:21

http://blog.csdn.net/wc7620awjh/article/details/7722955


多线程

为什么有了进程,还要引入线程呢？

使用多线程到底有哪些好处？

多线程优点：

使用线程的理由之一是：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 。。。

创建一个线程实例：

[cpp] view plaincopy
  1. /********************************************************** 
  2. *实验要求：   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. *日    期：   2010-9-17 
  5. *作    者：   国嵌 
  6. **********************************************************/  
  7. #include <unistd.h>  
  8. #include <stdio.h>  
  9. #include <pthread.h>  
  10.   
  11. /* 
  12. * 线程的执行函数 
  13. * */  
  14. void *thread(void *str)  
  15. {  
  16.     int i;  
  17.     for (i = 0; i < 3; ++i)  
  18.     {  
  19.         sleep(2);  
  20.         printf( "This in the thread : %d\n" , i );  
  21.     }  
  22.     return NULL;  
  23. }  
  24.   
  25.   
  26. /* 
  27. * 程序入口 
  28. * */  
  29. int main()  
  30. {  
  31.     pthread_t pth;  
  32.     int i;  
  33.   
  34.     /*创建线程并执行线程执行函数*/  
  35.     int ret = pthread_create(&pth, NULL, thread, NULL);    
  36.     printf("The main process will be to run,but will be blocked soon\n");     
  37.     /*阻塞等待线程退出*/  
  38.     pthread_join(pth, NULL);  
  39.   
  40.     printf("thread was exit\n");  
  41.     for (i = 0; i < 3; ++i)  
  42.     {  
  43.         sleep(1);  
  44.         printf( "This in the main : %d\n" , i );  
  45.     }  
  46.     return 0;  
  47. }  


创建一个线程并向线程传递一个整形参数

[cpp] view plaincopy
  1. /********************************************************** 
  2. *实验要求：   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. *日    期：   2010-9-17 
  5. *作    者：   国嵌 
  6. **********************************************************/  
  7. #include <unistd.h>  
  8. #include <stdio.h>  
  9. #include <pthread.h>  
  10.   
  11. /* 
  12. * 线程的执行函数 
  13. * */  
  14. void *thread(void *str)  
  15. {  
  16.     int *num;  
  17.     num=(int *)arg;  
  18.     printf("create parameter is %d\n",*num);  
  19.     return (void*)0;  
  20.       
  21. }  
  22.   
  23.   
  24. /* 
  25. * 程序入口 
  26. * */  
  27. int main()  
  28. {  
  29.     pthread_t pth;  
  30.     int error;  
  31.     int test=4;  
  32.     int *attr=&test;  
  33.   
  34.     /*创建线程并执行线程执行函数*/  
  35.     error = pthread_create(&pth, NULL, thread, (void *)attr);    
  36.     if(error)  
  37.     {  
  38.     printf("pthread_create is created is not create...\n");  
  39.     return -1;  
  40.     }  
  41.     sleep(1);  
  42.   
  43.     printf("pthread_create is created\n");  
  44.       
  45.     return 0;  
  46. }  


创建一个线程并向线程里面传递一个结构体作为参数实例：

[cpp] view plaincopy
  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. *日    期：   2010-9-17 
  7. *作    者：   国嵌 
  8. **********************************************************/  
  9. #include <stdio.h>  
  10. #include <unistd.h>  
  11. #include <stdlib.h>  
  12. #include <pthread.h>  
  13.   
  14. struct menber  
  15. {  
  16.     int a;  
  17.     char *s;  
  18. };  
  19.   
  20. /* 
  21.  * 线程执行函数 
  22.  * */  
  23. void *create(void *arg)  
  24. {  
  25.     struct menber *temp;  
  26.     temp=(struct menber *)arg;  
  27.     printf("menber->a = %d  \n",temp->a);  
  28.     printf("menber->s = %s  \n",temp->s);  
  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 = "zieckey";  
  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. }  


线程共享进程数据的程序实例：

[cpp] view plaincopy
  1. /********************************************************** 
  2. *实验要求：   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. *日    期：   2010-9-17 
  5. *作    者：   国嵌 
  6. **********************************************************/  
  7. #include <unistd.h>  
  8. #include <stdio.h>  
  9. #include <pthread.h>  
  10.   
  11. /* 
  12. * 线程的执行函数 
  13. * */  
  14. int a=1;   /*存放在数据段当中的数据*/  
  15. void *thread(void *str)  
  16. {  
  17.     printf("new pthread ...\n");  
  18.     printf("a=%d \n",a);  
  19.     a++;  
  20.     return (void *)0;  
  21. }  
  22.   
  23.   
  24. /* 
  25. * 程序入口 
  26. * */  
  27. int main()  
  28. {  
  29.     pthread_t pth;  
  30.     int error;  
  31.       
  32.       
  33.     printf("in main 1: a=%d",a);  
  34.   
  35.     /*创建线程并执行线程执行函数*/  
  36.     error = pthread_create(&pth, NULL, thread, NULL);  
  37.     if(error!=0)  
  38.     {  
  39.         printf("new pthread is not created ...\n");  
  40.         return -1;  
  41.     }  
  42.     sleep(3);  
  43.       
  44.     printf("in main 2: a=%d",a);  
  45.     printf("new thread is create...\n");  
  46.       
  47.     return 0;  
  48. }  

运行结果如下：

由以上程序可知，创建的线程和创建线程的进程是共享数据段的。

若在main函数之内定义一个同名的变量，程序如下：

[cpp] view plaincopy
  1. /********************************************************** 
  2. *实验要求：   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. *日    期：   2010-9-17 
  5. *作    者：   国嵌 
  6. **********************************************************/  
  7. #include <unistd.h>  
  8. #include <stdio.h>  
  9. #include <pthread.h>  
  10.   
  11. /* 
  12. * 线程的执行函数 
  13. * */  
  14. int a=1;   /*存放在数据段（堆）当中的数据*/  
  15. void *thread(void *str)  
  16. {  
  17.     printf("new pthread ...\n");  
  18.     printf("a=%d \n",a);  
  19.     a++;  
  20.     return (void *)0;  
  21. }  
  22.   
  23.   
  24. /* 
  25. * 程序入口 
  26. * */  
  27. int main()  
  28. {  
  29.     pthread_t pth;  
  30.     int error;  
  31.     int a=5;   /*存放在栈里面的数据*/  
  32.       
  33.     printf("in main 1: a=%d",a);  
  34.   
  35.     /*创建线程并执行线程执行函数*/  
  36.     error = pthread_create(&pth, NULL, thread, NULL);  
  37.     if(error!=0)  
  38.     {  
  39.         printf("new pthread is not created ...\n");  
  40.         return -1;  
  41.     }  
  42.     sleep(3);  
  43.       
  44.     printf("in main 2: a=%d",a);  
  45.     printf("new thread is create...\n");  
  46.       
  47.     return 0;  
  48. }  



程序运行结果如下：

由以上结果可知，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（int a=1），而不能是栈里面的内容（int a=5）。若将程序中int a=1删除掉，程序编译无法通过。

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：

（1） 线程从启动例程中返回return。

（2） 线程可以被另一个进程终止（kill）。

（3） 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。

线程终止实例：

[cpp] view plaincopy
  1. /********************************************************** 
  2. *实验要求：   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：   线程终止方式，return。 
  4. *日    期：   2010-9-17 
  5. *作    者：   国嵌 
  6. **********************************************************/  
  7. #include <unistd.h>  
  8. #include <stdio.h>  
  9. #include <pthread.h>  
  10.   
  11. /* 
  12. * 线程的执行函数 
  13. * */  
  14. void *thread(void *str)  
  15. {  
  16.       
  17.     printf( "new thread is created \n" );  
  18.     return (void *)8;  
  19. }  
  20.   
  21.   
  22. /* 
  23. * 程序入口 
  24. * */  
  25. int main()  
  26. {  
  27.     pthread_t pth;  
  28.     int error;  
  29.     void *temp;  
  30.   
  31.     /*创建线程并执行线程执行函数*/  
  32.     error = pthread_create(&pth, NULL, thread, NULL);    
  33.     printf("The main process will be to run,but will be blocked soon\n");     
  34.     /*阻塞等待线程退出*/  
  35.     if(error！=0)  
  36.     {  
  37.         printf("new pthread is not created ...\n");  
  38.         return -1;  
  39.     }  
  40.     error=pthread_join(pth, &temp);  
  41.       
  42.     if(error!=0)  
  43.     {  
  44.         printf("thread is not exit ...\n");  
  45.         return -2;  
  46.     }  
  47.       
  48.     printf("thread is exit code %d  \n",(int)temp);  
  49.     return 0;  
  50. }  

运行结果如下：

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：等待退出的县城ID

Rval_ptr:线程退出的返回值的指针。

线程等待实例：

[cpp] view plaincopy
  1. /********************************************************** 
  2. *实验要求：   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. *日    期：   2010-9-17 
  5. *作    者：   国嵌 
  6. **********************************************************/  
  7. #include <unistd.h>  
  8. #include <stdio.h>  
  9. #include <pthread.h>  
  10.   
  11. /* 
  12. * 线程的执行函数 
  13. * */  
  14. void *thread(void *str)  
  15. {  
  16.     int i;  
  17.     for (i = 0; i < 3; ++i)  
  18.     {  
  19.         sleep(2);  
  20.         printf( "This in the thread : %d\n" , i );  
  21.     }  
  22.     return NULL;  
  23. }  
  24.   
  25.   
  26. /* 
  27. * 程序入口 
  28. * */  
  29. int main()  
  30. {  
  31.     pthread_t pth;  
  32.     int i;  
  33.   
  34.     /*创建线程并执行线程执行函数*/  
  35.     int ret = pthread_create(&pth, NULL, thread, NULL);    
  36.     printf("The main process will be to run,but will be blocked soon\n");     
  37.     /*阻塞等待线程退出*/  
  38.     pthread_join(pth, NULL);  
  39.   
  40.     printf("123\n");  
  41.     for (i = 0; i < 3; ++i)  
  42.     {  
  43.         sleep(1);  
  44.         printf( "This in the main : %d\n" , i );  
  45.     }  
  46.     return 0;  
  47. }  

程序运行结果如下：

若将pthread_join()等待函数去掉，代码及程序运行结果如下：

[cpp] view plaincopy
  1. /********************************************************** 
  2. *实验要求：   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. *日    期：   2010-9-17 
  5. *作    者：   国嵌 
  6. **********************************************************/  
  7. #include <unistd.h>  
  8. #include <stdio.h>  
  9. #include <pthread.h>  
  10.   
  11. /* 
  12. * 线程的执行函数 
  13. * */  
  14. void *thread(void *str)  
  15. {  
  16.     int i;  
  17.     for (i = 0; i < 3; ++i)  
  18.     {  
  19.         sleep(2);  
  20.         printf( "This in the thread : %d\n" , i );  
  21.     }  
  22.     return NULL;  
  23. }  
  24.   
  25.   
  26. /* 
  27. * 程序入口 
  28. * */  
  29. int main()  
  30. {  
  31.     pthread_t pth;  
  32.     int i;  
  33.   
  34.     /*创建线程并执行线程执行函数*/  
  35.     int ret = pthread_create(&pth, NULL, thread, NULL);    /*一但创建此线程，线程会处于就绪态，就绪不等于执行态，所以程序依然往下执行*/  
  36.     printf("The main process will be to run,but will be blocked soon\n");     
  37.     /*阻塞等待线程退出*/  
  38.    // pthread_join(pth, NULL);  
  39.   
  40.     printf("123\n");  
  41.     for (i = 0; i < 3; ++i)  
  42.     {  
  43.         sleep(1);  
  44.         printf( "This in the main : %d\n" , i );  
  45.     }  
  46.     return 0;  
  47. }  


线程标识：

#include<pthread.h>

pthread_t pthread_self(void)

功能：获取调用线程的thread indentifer

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。

 进程清除程序如下：

[cpp] view plaincopy
  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. *日    期：   2010-9-17 
  6. *作    者：   国嵌 
  7. **********************************************************/  
  8. #include <stdio.h>  
  9. #include <pthread.h>  
  10. #include <unistd.h>  
  11.   
  12. /* 
  13.  * 线程清理函数 
  14.  * */  
  15. void *clean(void *arg)  
  16. {  
  17.     printf("cleanup :%s\n",(char *)arg);  
  18.     return (void *)0;  
  19. }  
  20.   
  21. /* 
  22.  * 线程1的执行函数 
  23.  * */  
  24. void *thr_fn1(void *arg)  
  25. {  
  26.     printf("thread 1 start  \n");  
  27.     /*将线程清理函数压入清除栈两次*/  
  28.     pthread_cleanup_push( (void*)clean,"thread 1 first handler");  
  29.     pthread_cleanup_push( (void*)clean,"thread 1 second hadler");  
  30.     printf("thread 1 push complete  \n");  
  31.   
  32.     if(arg)  
  33.     {  
  34.         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。  
  35.     }  
  36.     pthread_cleanup_pop(0);  
  37.     pthread_cleanup_pop(0);  
  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.     return 1;  
  103. }  

程序运行结果如下：


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