多线程创建、传参、共享数据、终止、等待、清除【转】

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多线程优点

  使用线程的理由之一:

  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 。。。

  

线程实例之pthread_join()

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

  

线程实例之传参 

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 1 #include <unistd.h>  
 2 #include <stdio.h>  
 3 #include <pthread.h>  
 4   
 5 /* 
 6 * 线程的执行函数 
 7 * */  
 8 void *thread(void *str)  
 9 {  
10     int *num;  
11     num=(int *)str;  
12     printf("create parameter is %d
",*num);  
13     return (void*)0;  
14       
15 }  
16   
17   
18 /* 
19 * 程序入口 
20 * */  
21 int main()  
22 {  
23     pthread_t pth;  
24     int error;  
25     int test=4;  
26     int *attr=&test;  
27   
28     /*创建线程并执行线程执行函数*/  
29     error = pthread_create(&pth, NULL, thread, (void *)attr);    
30     if(error)  
31     {  
32         printf("pthread_create is created is not create...
");  
33         return -1;  
34     }  
35     sleep(1);  
36   
37     printf("pthread_create is created
");  
38       
39     return 0;  
40 }  
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线程实例之传结构体

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 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 **********************************************************/  
 7 #include <stdio.h>  
 8 #include <unistd.h>  
 9 #include <stdlib.h>  
10 #include <pthread.h>  
11   
12 struct menber  
13 {  
14     int a;  
15     char *s;  
16 };  
17   
18 /* 
19  * 线程执行函数 
20  * */  
21 void *create(void *arg)  
22 {  
23     struct menber *temp;  
24     temp=(struct menber *)arg;  
25     
26     printf("menber->a = %d  
",temp->a);  
27     printf("menber->s = %s  
",temp->s);  
28     
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 = "成鹏致远";  
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...
");  
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...
");  
57     return 0;  
58 }  
复制代码

  

线程实例之共享进程数据

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

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:等待退出的线程ID

  Rval_ptr:线程退出的返回值的指针。

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。

线程实例之清除程序

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  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 **********************************************************/
  6 #include <stdio.h>
  7 #include <pthread.h>
  8 #include <unistd.h>
  9 
 10 /*
 11  * 线程清理函数
 12  * */
 13 void *clean(void *arg)
 14 {
 15     printf("cleanup :%s
",(char *)arg);
 16     
 17     return (void *)0;
 18 }
 19 
 20 /*
 21  * 线程1的执行函数
 22  * */
 23 void *thr_fn1(void *arg)
 24 {
 25     printf("thread 1 start  
");
 26     /*将线程清理函数压入清除栈两次*/
 27     pthread_cleanup_push( (void*)clean,"thread 1 first handler");
 28     pthread_cleanup_push( (void*)clean,"thread 1 second hadler");
 29     printf("thread 1 push complete  
");
 30 
 31     if(arg)
 32     {
 33         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。
 34     }
 35     pthread_cleanup_pop(0);
 36     pthread_cleanup_pop(0);
 37     
 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  
");
 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  
");
 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 .... 
");
 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 .... 
");
 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 .... 
");
 91         return -1;
 92     }
 93     printf("thread 1 exit code %d  
",(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  
",(int)tret);  
102     
103     return 1;
104 }
复制代码

运行结果

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