linux多线程

一、pthread_create

原型：int pthread_create(pthread_t *thread,

                                         const pthread_attr_t *attr,

                                         void *(*start_routine)(void *),void *arg)  

头文件：，编译时需要链接pthread库  
功能：创建新的线程，成功返回0，失败返回错误编号  
参数：thread：用来存储新创建的线程id  
          attr：一个指向pthread_attr_t结构的指针，指向的结构决定了新创建的线程的属性，如优先级等。可为NULL，表示采用默认属性。  
          start_routine：函数指针。创建线程与创建进程后的执行情况不同。创建进程后，子进程顺着代码执行下去，而创建线程，线程是从一个指定的函数入口开始执行。start_routine指向了线程的函数入口  

            arg：线程函数入口需要一个参数void *，arg就是该参数，可为NULL  

多进程程序中，父进程的退出不会导致子进程的退出；而在多线程程序中，进程结束时，该进程所创建的线程也会结束运行。所以多线程程序中进程需要等待其线程结束才能结束。

二、pthread_join

原型：int pthread_join(pthread_t thread,void *retval)  
头文件：编译时需要链接pthread库  
功能：等待线程结束，成功返回0，失败返回错误编号  
参数：thread：要等待结束的线程的id  

     retval：保存线程结束时的状态，一般为NULL  

三、pthread_exit

原型：void pthread_exit(void *retval)  
头文件：编译时需要链接pthread库  
功能：结束线程  
参数：retval：线程返回的值，可与pthread_join中的参数retval配合使用，但一般设为NULL  


在实际应用中，多个线程往往会访问同一数据或资源，为避免线程之间相互影响，需要引入线程互斥机制，而互斥锁是互斥机制中的一种。


四、pthread_mutex_init


原型：int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,const pthread_mutexattr_t *restrict attr)  
头文件：  
功能：初始化互斥锁，成功返回0，失败返回错误编号  
参数：mutex：要初始化的互斥锁的指针  
     attr：用于设置互斥锁的属性，一般设为NULL，表示默认属性  

五、pthread_mutex_lock

原型：int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex)  
头文件：  
功能：获取互斥锁，成功返回0，失败返回错误编号  

参数：mutex：要获取的互斥锁的指针  

六、pthread_mutex_unlock

原型：int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex)  
头文件：  
功能：释放互斥锁，成功返回0，失败返回错误编号  

参数：mutex：要获取的互斥锁的指针  

#include 
#include 
#include 
#include 

void *thread_function(void *arg);

char message[] = "Hello World";

int main()
{
    int res;
    pthread_t a_thread;
    void *thread_result;

    res = pthread_create(&a_thread, NULL, thread_function, (void *)message);
    if (res != 0)
    {
        perror("Thread creation failed!");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Waiting for thread to finish.../n");
    
    res = pthread_join(a_thread, &thread_result);
    if (res != 0)
    {
        perror("Thread join failed!/n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Thread joined, it returned %s/n", (char *)thread_result);
    printf("Message is now %s/n", message);

    exit(EXIT_FAILURE);
}

void *thread_function(void *arg)
{
    printf("thread_function is running. Argument was %s/n", (char *)arg);
    sleep(3);
    strcpy(message, "Bye!");
    pthread_exit("Thank you for your CPU time!");
}

线程互斥

线程互斥：进程创建出两个线程，两个线程互斥

#include  
#include 
#include  
pthread_mutex_t mutex;  
pthread_t thread[2];  
int number=0;  
void* work1(void *)  
{  
    int i;  
    for(i=0;i<10;i++)  
    {  
        pthread_mutex_lock(&mutex);  
        number++;  
        printf("work1:%d\n",number);  
        pthread_mutex_unlock(&mutex);  
        sleep(1);  
    }  
    pthread_exit(NULL);  
}  
void* work2(void *)  
{  
    int i;  
    for(i=0;i<10;i++)  
    {  
        pthread_mutex_lock(&mutex);  
        number++;  
        printf("work2:%d\n",number);  
        pthread_mutex_unlock(&mutex);  
        sleep(1);  
    }  
    pthread_exit(NULL);  
}  
int main()  
{  
    /*初始化互斥锁*/  
    pthread_mutex_init(&mutex,NULL);  
    /*创建线程1*/  
    pthread_create(&thread[0],NULL,work1,NULL);  
    /*创建线程2*/  
    pthread_create(&thread[1],NULL,work2,NULL);  
    /*等待线程1结束*/  
    pthread_join(thread[0],NULL);  
    /*等待线程2结束*/  
    pthread_join(thread[1],NULL); 
    return 0;
}   

线程同步

多个线程按照规定的顺序执行，即为线程同步。线程同步可利用全局变量来实现，但这会导致执行效率低下，应采用专用的函数来实现同步。

初始化:pthread_cond_t cond_ready=PTHREAD_COND_INITIALIZER;
等待条件成熟：pthread_cond_wait(&cond_ready, &mut);
设置条件成熟：pthread_cond_signal(&cond_ready);

线程同步：进程创建了两个线程，其中线程work2必须在线程work1执行完后才执行

#include  
#include  
#include  
pthread_mutex_t mutex;  
pthread_t thread[2];  
int number=0;  
pthread_cond_t cond_ready=PTHREAD_COND_INITIALIZER;  
void* work1(void *)  
{  
    while(1)  
    {  
        pthread_mutex_lock(&mutex);  
        number++;  
        printf("work1:%d\n",number);  
        pthread_mutex_unlock(&mutex);  
        if(number==5)  
        {  
            pthread_cond_signal(&cond_ready);/*发送信号，说明条件成熟*/  
            break;  
        }  
        sleep(1);  
    }  
    pthread_exit(NULL);  
}  
void* work2(void *)  
{  
    pthread_mutex_lock(&mutex);  
    if(number<5)  
    {  
        pthread_cond_wait(&cond_ready, &mutex);/*需要配合着互斥锁使用，当条件不成熟时会自动释放互斥锁，从而使其它进程能够获取互斥锁*/  
    }  
    number=0;  
    printf("work2:%d\n",number);  
    pthread_mutex_unlock(&mutex);  
    pthread_exit(NULL);  
}  
int main()  
{  
    /*初始化互斥锁*/  
    pthread_mutex_init(&mutex,NULL);  
    /*创建线程1*/  
    pthread_create(&thread[0],NULL,work1,NULL);  
    /*创建线程2*/  
    pthread_create(&thread[1],NULL,work2,NULL);  
    /*等待线程1结束*/  
    pthread_join(thread[0],NULL);  
    /*等待线程2结束*/  
    pthread_join(thread[1],NULL);  
    return 0;  
}