Linux多線程程式設計實例程式碼分析

王林
發布: 2023-05-26 22:04:04
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下面先來一個實例。我們透過建立兩個執行緒來實現一個數的遞加。或許這個實例沒有實際運用的價值,但是稍微改動一下,我們就可以用到其他地方去拉。

程式碼:

/*thread_example.c : c multiple thread programming in linux *author : falcon *e-mail : tunzhj03@st.lzu.edu.cn */ #include  #include  #include  #include  #define max 10 pthread_t thread[2]; pthread_mutex_t mut; int number=0, i; void *thread1() { printf ("thread1 : i'm thread 1/n"); for (i = 0; i < max; i++) { printf("thread1 : number = %d/n",number); pthread_mutex_lock(&mut); number++; pthread_mutex_unlock(&mut); sleep(2); } printf("thread1 :主函数在等我完成任务吗?/n"); pthread_exit(null); } void *thread2() { printf("thread2 : i'm thread 2/n"); for (i = 0; i < max; i++) { printf("thread2 : number = %d/n",number); pthread_mutex_lock(&mut); number++; pthread_mutex_unlock(&mut); sleep(3); } printf("thread2 :主函数在等我完成任务吗?/n"); pthread_exit(null); } void thread_create(void) { int temp; memset(&thread, 0, sizeof(thread)); //comment1 /*创建线程*/ if((temp = pthread_create(&thread[0], null, thread1, null)) != 0) //comment2 printf("线程1创建失败!/n"); else printf("线程1被创建/n"); if((temp = pthread_create(&thread[1], null, thread2, null)) != 0) //comment3 printf("线程2创建失败"); else printf("线程2被创建/n"); } void thread_wait(void) { /*等待线程结束*/ if(thread[0] !=0) { //comment4 pthread_join(thread[0],null); printf("线程1已经结束/n"); } if(thread[1] !=0) { //comment5 pthread_join(thread[1],null); printf("线程2已经结束/n"); } } int main() { /*用默认属性初始化互斥锁*/ pthread_mutex_init(&mut,null); printf("我是主函数哦,我正在创建线程,呵呵/n"); thread_create(); printf("我是主函数哦,我正在等待线程完成任务阿,呵呵/n"); thread_wait(); return 0; }
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下面我們先來編譯、執行一下

#引文:

falcon@falcon:~/program/c/code/ftp$ gcc -lpthread -o thread_example thread_example.c falcon@falcon:~/program/c/code/ftp$ ./thread_example 我是主函数哦,我正在创建线程,呵呵 线程1被创建 线程2被创建 我是主函数哦,我正在等待线程完成任务阿,呵呵 thread1 : i'm thread 1 thread1 : number = 0 thread2 : i'm thread 2 thread2 : number = 1 thread1 : number = 2 thread2 : number = 3 thread1 : number = 4 thread2 : number = 5 thread1 : number = 6 thread1 : number = 7 thread2 : number = 8 thread1 : number = 9 thread2 : number = 10 thread1 :主函数在等我完成任务吗? 线程1已经结束 thread2 :主函数在等我完成任务吗? 线程2已经结束
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實例程式碼裡頭的註解應該比較清楚了吧,下面我把網路上介紹上面牽涉到的幾個函數和變數給引用過來。

引文:

執行緒相關操作

一pthread_t

pthread_t在頭檔/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定義:
  typedef unsigned long int pthread_t;
  它是一個執行緒的識別碼。

二pthread_create

函數pthread_create用來建立一個線程,它的原型是:
  extern int pthread_create __p ((pthread_t *__thread, __const _attr_t*__ (*__start_routine) (void *), void *__arg));
  第一個參數為指向線程標識符的指針,第二個參數用來設定線程屬性,第三個參數是線程運行函數的起始地址,最後一個參數是運行函數的參數。這裡,我們的函數thread不需要參數,所以最後一個參數設為空指標。第二個參數我們也設為空指針,這樣會產生預設屬性的線程。線程屬性的設定和修改我們將在下一節闡述。當建立線程成功時,函數傳回0,若不為0則表示建立線程失敗,常見的錯誤回傳代碼為eagain和einval。前者表示系統限制創建新的線程,例如線程數目過多了;後者表示第二個參數代表的線程屬性值非法。建立執行緒成功後,新建立的執行緒則執行參數三和參數四確定的函數,原來的執行緒繼續執行下一行程式碼。

三 pthread_join pthread_exit


函數pthread_join用來等待一個執行緒的結束。函數原型為:
  extern int pthread_join __p ((pthread_t __th, void **__thread_return));
  第一個參數為被等待的執行緒標識符,第二個參數為一個使用者定義的指針,它可以用來儲存被等待線程的回傳值。這個函數是一個執行緒阻塞的函數,呼叫它的函數會一直等待到被等待的執行緒結束為止,當函數回傳時,被等待執行緒的資源被收回。一個執行緒的結束有兩種途徑,一種是像我們上面的例子一樣,函數結束了,呼叫它的執行緒也就結束了;另一種方式是透過函數pthread_exit來實現。它的函數原型為:
  extern void pthread_exit __p ((void *__retval)) __attribute__ ((__noreturn__));
  唯一的參數是函數的回傳碼,只要pthread_join中的第二個參數,這個值將會被傳遞給thread_return。最後要說明的是,一個執行緒不能被多個執行緒等待,否則第一個接收到訊號的執行緒成功返回,其餘呼叫pthread_join的執行緒則傳回錯誤代碼esrch。
  在這一節裡,我們寫了一個最簡單的線程,並掌握了最常用的三個函數pthread_create,pthread_join和pthread_exit。下面,我們來了解線程的一些常用屬性以及如何設定這些屬性。

互斥鎖相關

互斥鎖用來保證一段時間內只有一個執行緒在執行一段程式碼。

一 pthread_mutex_init

函數pthread_mutex_init用來產生一個互斥鎖。 null參數表示使用預設屬性。如果需要宣告特定屬性的互斥鎖,須呼叫函數 pthread_mutexattr_init。函數pthread_mutexattr_setpshared和函數 pthread_mutexattr_settype用來設定互斥鎖屬性。前一個函數設定屬性pshared,它有兩個取值, pthread_process_private和pthread_process_shared。前者用來不同行程中的執行緒同步,後者用於同步本行程的不同執行緒。在上面的範例中,我們使用的是預設屬性pthread_process_ private。後者用來設定互斥鎖類型,可選的類型有pthread_mutex_normal、pthread_mutex_errorcheck、 pthread_mutex_recursive和pthread _mutex_default。它們分別定義了不同的上所、解鎖機制,一般情況下,選用最後一個預設屬性。

二 pthread_mutex_lock pthread_mutex_unlock pthread_delay_np

   pthread_mutex_lock聲明開始用互斥鎖上鎖,此後的程式碼直到呼叫pthread_mutex_unlock為止,都被上鎖,即同一時間只能被一個執行緒執行。當一個執行緒執行到pthread_mutex_lock處時,如果該鎖定此時被另一個執行緒使用,那麼此執行緒被阻塞,即程式將等待到另一個執行緒釋放此互斥鎖。

注意:

1 需要說明的是,上面的兩處sleep不光是為了演示的需要,也是為了讓線程睡眠一段時間,讓線程釋放互斥鎖,等待另一個線程使用此鎖。下面的參考資料1裡頭說明了這個問題。但在linux下好像沒有pthread_delay_np那個函數(我試了一下,提示沒有定義該函數的引用),所以我用了sleep來代替,不過參考資料2中給出另一種方法,好像是透過pthread_cond_timedwait來代替,裡頭給了一種實現的辦法。

2 請千萬要注意裡頭的註解comment1-5,那是我花了幾個小時才找出的問題所在。
如果沒有comment1和comment4,comment5,將導致在pthread_join的時候出現段錯誤,另外,上面的comment2和comment3是根源所在,所以千萬要記得寫全代碼。因為上面的線程可能沒有創建成功,導致下面不可能等到那個線程結束,而在用pthread_join的時候出現段錯誤(訪問了未知的內存區)。另外,使用memset的時候,需要包含string.h頭檔哦

以上是Linux多線程程式設計實例程式碼分析的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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來源:yisu.com
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