Pthreads必知必会

来源：互联网发布：淘宝专业版退回基础版编辑：程序博客网时间：2024/05/18 02:22

线程VS进程：

线程优点：

线程间数据共享简单。
创建线程快于创建进程。

线程缺点：

多线程编程时，需要确保调用线程安全函数。
某个线程的bug可能会危及该进程的所有线程。
每个线程都在争用宿主进程中有限的虚拟地址空间。

线程共享属性包括：

进程ID和父进程ID。
进程组ID和会话ID。
控制终端。
进程凭证（用户ID和组ID）。
打开的文件描述符。
由fcntl()创建的记录锁（record lock）。
信号（signal）处置。
文件系统相关信息：文件权限掩码（mask）、当前工作目录和根目录。
间隔定时器（setitimer()）和POSIX定时器（timer_create()）。
系统V信号量撤销（undo，semadj）值。
资源限制（resource limit）。
CPU时间消耗（由times()返回）。
资源消耗（由getrusage()返回）。
nice值（由setpriority()和nice()设置）。

线程独有属性：

线程ID（thread ID）。
信号掩码（signal mask）。
线程特有数据。
备选信号栈（sigaltstack()）.
errno变量。
浮点型（floating-point）环境。
实时调度策略（real-time scheduling policy）和优先级。
CPU亲和力（affinity，Linux特有）。
能力（capability，Linux特有）。
栈，本地变量和函数的调用链接（linkage）信息。

创建线程：

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,

void *(*start)(void *), void *arg);

终止线程：

线程start函数执行return语句并返回指定值。
线程调用pthread_exit()。
调用pthread_cancel()取消线程。
任意线程调用exit()，或者主线程执行return语句，都会导致进程中的所有线程立即终止。

void pthread_exit(void *retval);

retval所指向的内容不应该分配于线程栈中，因为线程终止后，将无法确定线程栈的内容是否有效。

获取自己的线程ID：

pthread_t pthread_self(void);

连接（joining）已经终止的线程：

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

若线程并未分离（detached），则必须使用pthread_join()来进行连接。如果未能连接，那么线程终止时将产生僵尸线程。

线程的分离：

int pthread_detach(pthread_t thread);

一旦线程处于分离状态，就不能再使用pthread_join()来获取其状态，也无法使其重返“可连接”状态。

线程的同步

互斥量：防止多个线程同时访问同一共享资源。

静态互斥量

pthread_mutex_t mtx = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

动态互斥量

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *attr);

如下情况，必须使用函数pthread_mutex_init()，而非静态初始化互斥量。

动态分配于堆中的互斥量。
互斥量是在栈中分配的自动变量。
初始化经由静态分配，且不适用默认属性的互斥量。

int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

加锁和解锁互斥量

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

pthread_mutex_lock()函数的两个变体：pthread_mutex_trylock()和pthread_mutex_mutex_timedlock()。

如果互斥量已经锁定，调用pthread_mutex_trylock()失败，返回EBUSY错误。

如果参数abstime指定的时间间隔期满，而调用线程又没有获得对互斥量的所有权，那么函数pthread_mutex_timedlock()返回ETIMEDOUT错误。

互斥量类型：

PTHREAD_MUTEX_NORMAL：该类型的互斥量不具有死锁检测功能。重复加锁会导致死锁。

PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK：对互斥量的所有操作都会执行错误检查。运行较慢，可以作为调试工具。

PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE：递归互斥量维护有一个锁计数器。

条件变量：允许一个线程就某个共享资源的状态变化通知其他线程，并让其他线程等待这一通知。

静态条件变量：

pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

动态条件变量：

int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, const pthread_condattr_t *attr);

对自动或动态分配的条件变量，或是对未采用默认属性经由静态分配的条件变量进行初始化时，必须使用pthread_cond_init()。

int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

通知和等待条件变量

int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);

int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);

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

0 0