跨平台多线程编程教程（二）:pthreads API

 

在跨平台多线程编程教程（一）(http://www.info-life.cn/?p=51)中，我们介绍了一个最简单的多线程的例子。

本节对这个例子进行解释。在这之前先介绍一下pthreads的基本概念。

 

Pthreads 的API

在 pthreads 函数接口可以分为以下三类（关于函数的具体接口参考文章末尾）：

1. 线程管理(thread management):用于线程创建、detach、join已经设置和查询线程属性的函数：主要函数有pthread_create，pthread_exit,pthread_detach，pthread_join。pthread_self

2. Mutex 操作函数：用来保证资源的互斥访问，它用来实现多线程访问数据时的同步机制。

主要函数有：pthread_mutex_init,pthread_mutex_lock,pthread_mutex_unlock

3.状态变量操作函数: 这类函数用来建立共享mutex 的多线程通信。它根据程序员设定的条件来决定是否发出信号(signal)或者等待(wait)。主要函数有：pthread_cond_init,pthread_cond_signal: pthread_cond_wait。

 

在pthreads 常用的类型pthread_t 用来记录每个线程的id。

 

下面开始对跨平台多线程编程教程（一）中的例子进行说明。

 

第一行：#include <pthread.h> 包含了pthreads 中类型定义和函数接口。

pthread_t tid[2];  用来存储两个线程的id

pthread_create(&tid[0],NULL,thread_one,NULL); 创建了第一个线程。这个线程开始执行thread_one 函数。

pthread_create(&tid[1],NULL,thread_two,NULL); 创建了第二个线程。这个线程开始执行thread_two 函数。

 

两个线程都没有传递参数(第四个参数为NULL)。开始执行后，线程间不断地调度，交替地打印各自的字符串。

 

注意：在前面的例子的main函数的最后部分有调用了函数pthread_exit; 尝试去掉这个语句再运行程序，你会发现两个线程在打印了一些字符串后就退出了。原因是正常情况下，创建了两个线程后，主线程调用 return 0 退出，它所创建的子线程也跟着退出。调用pthread_exit 后子线程就可以一直运行了。

 

后面的章节将对三类 pthreads API 进行相信的介绍。

 

pthreads 常用API 参考(源于网络)

 

pthread_create(
               pthread_t *tid,
               const pthread_attr_t *attr,
               void*(*start_routine)(void*),
               void *arg
               );

用途:创建一个线程
//参数：tid 用于返回新创建线程的线程号；
//start_routine 是线程函数指针，线程从这个函数开始独立地运行；
//arg 是传递给线程函数的参数。由于start_routine 是一个指向参数类型为void*，返回值为void*的指针，所以如果需要传递或返回多个参数时，可以使用强制类型转化。

 

void pthread_exit(
            void* value_ptr
             );

用途:退出线程

参数：value_ptr 是一个指向返回状态值的指针。

 

int pthread_join(
             pthread_t tid ,
             void **status
             );
// 参数tid 是希望等待的线程的线程号，status 是指向线程返回值的指针，线程的返回值就是pthread_exit 中的value_ptr 参数，或者是return语句中的返回值。该函数可用于线程间的同步。


int pthread_mutex_init(
                   pthread_mutex_t *mutex,
                   const pthread_mutex_attr_t* attr
                   );
//该函数初始化一个互斥体变量，如果参数attr 为NULL，则互斥
//体变量mutex 使用默认的属性。


int pthread_mutex_lock(
                   pthread_mutex_t *mutex
                   );
// 该函数用来锁住互斥体变量。如果参数mutex 所指的互斥体已经
//被锁住了，那么发出调用的线程将被阻塞直到其他线程对mutex 解锁。


int pthread_mutex_trylock(
                      pthread_t *mutex
                      );
//该函数用来锁住mutex 所指定的互斥体，但不阻塞。如果该互斥
//体已经被上锁，该调用不会阻塞等待，而会返回一个错误代码。


int pthread_mutex_unlock(
                     pthread_mutex_t *mutex
                     );
//该函数用来对一个互斥体解锁。如果当前线程拥有参数mutex 所
//指定的互斥体，该调用将该互斥体解锁。


int pthread_mutex_destroy (
                       pthread_mutex_t *mutex
                       );
//该函数用来释放分配给参数mutex 的资源。调用成功时返回值为
//0， 否则返回一个非0 的错误代码。


int pthread_cond_init(
                  pthread_cond_t *cond,
                  const pthread_cond_attr_t*attr
                  );
//该函数按参数attr指定的属性创建一个条件变量。调用成功返回，
//并将条件变量ID 赋值给参数cond，否则返回错误代码。


int pthread_cond_wait (
                   pthread_cond_t *cond ,
                   pthread_mutex_t*mutex
                   );
// 该函数调用为参数mutex 指定的互斥体解锁，等待一个事件（由
//参数cond 指定的条件变量）发生。调用该函数的线程被阻塞直到有其他
//线程调用pthread_cond_signal 或pthread_cond_broadcast 函数置相应的条
//件变量，而且获得mutex 互斥体时才解除阻塞。


int pthread_cond_timewait(
                      pthread_cond_t *cond ,
                      pthread_mutex_t*mutex ,
                      const struct timespec *abstime
                      );
// 该函数与pthread_cond_wait 不同的是当系统时间到达abstime 参数指定的时间时，被阻塞线程也可以被唤起继续执行。


int pthread_cond_broadcast(
                       pthread_cond_t *cond
                       );
// 该函数用来对所有等待参数cond所指定的条件变量的线程解除阻塞，调用成功返回0，否则返回错误代码。


int pthread_cond_signal(
                    pthread_cond_t *cond
                    );
// 该函数的作用是解除一个等待参数cond所指定的条件变量的线程的阻塞状态。当有多个线程挂起等待该条件变量，也只唤醒一个线程。


int pthread_cond_destroy(
                     pthread_cond_t *cond
                     );

// 该函数的作用是释放一个条件变量。释放为条件变量cond 所分配的资源。调用成功返回值为0，否则返回错误代码。


int pthread_key_create(
                   pthread_key_t key ,
                   void(*destructor(void*))
                   );

// 该函数创建一个键值，该键值映射到一个专有数据结构体上。如果第二个参数不是NULL，这个键值被删除时将调用这个函数指针来释放数据空间。


int pthread_key_delete(
                   pthread_key_t *key
                   );
// 该函数用于删除一个由pthread_key_create 函数调用创建的TSD键。调用成功返回值为0，否则返回错误代码。


int pthread_setspecific(
                    pthread_key_t key ,
                    const void(value)
                    );
// 该函数设置一个线程专有数据的值，赋给由pthread_key_create 创建的TSD 键，调用成功返回值为0，否则返回错误代码。


void *pthread_getspecific(
                    pthread_key_t *key
                    );

// 该函数获得绑定到指定TSD 键上的值。调用成功，返回给定参数key 所对应的数据。如果没有数据连接到该TSD 键，则返回NULL。


int pthread_once(
             pthread_once_t* once_control,
             void(*init_routine)(void)
             );
//该函数的作用是确保init_routine 指向的函数，在调用pthread_once的线程中只被运行一次。once_control 指向一个静态或全局的变量。

 

本文原文在我的blog： http://www.info-life.cn