【Linux操作系统】线程控制
文章目录
- 线程创建
- 线程等待
- 终止线程
- 利用多线程求和(单进程多线程)
- 获取线程ID
- 取消线程
- 线程分离
- 共享？
线程创建
创建线程需要用的函数是pthread_create。函数原型如下：
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine) (void *), void *arg);
参数说明：
- thread：获取创建成功的线程ID，该参数是一个输出型参数。
- attr：用于创建线程的属性，传入NULL表示使用默认属性。
- start_routine:该参数是一个函数地址，表示线程例程，即线程启动后要执行的函数。
- arg：传给线程例程的参数。
创建线程代码示例：以下有一个主线程，并创建了一个新线程，主线程打印了pthread_create函数的第一个输出型参数，即新线程的id。
运行结果：
演示：以下代码有一个主线程，利用snprintf对每个新线程进行了命名，并通过pthread_create函数创建了10个新线程，同时给thread_run函数传了参数tname。
运行结果：
线程等待
线程和进程一样，也是需要等待的，否则就会类似产生“僵尸进程”，产生内存泄漏的问题。等待线程用的是pthread_join函数，函数原型如下：
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
参数说明：
- thread：被等待线程的ID。
- retval：线程退出时的退出码信息。
- 线程等待成功返回0，失败返回错误码。
注意：pthread_join属于阻塞等待。
代码示例：
终止线程
如果需要只终止某个线程而不是终止整个进程，有三种方法：
- 从线程函数return。
- 线程可以调用pthread_exit函数终止自己。
- 一个线程可以调用pthread_cancel函数终止同一进程中的另一个线程。
利用多线程求和(单进程多线程)
1 #include<iostream>
2 #include<string>
3 #include<unistd.h>
4 #include<pthread.h>
5 #include<ctime>
6
7 #define NUM 10
8
9 using namespace std;
10
11 enum
12 {
13 OK=0,
14 ERROR
15 };
16
17 class ThreadData
18 {
19 public:
20 ThreadData(const string& name,int id,time_t createTime,int top)
21 :_name(name)
22 ,_id(id)
23 ,_createTime((uint64_t)createTime)
24 ,_status(OK)
25 ,_top(top)
26 ,_result(0)
27 {}
28 ~ThreadData()
29 {}
30 public:
31 //输入的
32 string _name;//线程名
33 int _id;//线程id
34 uint64_t _createTime;//线程创建时间
35
36 //返回的
37 int _status;//线程状态
38 int _top;//求和至哪个整数
39 int _result;//返回求和结果
40 };
41 void *thread_run(void *args)
42 {
43 ThreadData *td = static_cast<ThreadData *>(args);
44
45 for(int i = 1; i <= td->_top; i++)
46 {
47 td->_result += i;
48 }
49 cout << td->_name << " cal done!" << endl;
50 return td;
51
52 // while (true)
53 // {
54 // cout << "thread is running, name " << td->_name << " create time: " << td->_createTime << " index: " << td->_id << endl;
55 // // // exit(10); // 进程退出，不是线程退出，只要有任何一个线程调用exit，整个进程(所有线程)全部退出！
56 // // sleep(4);
57
58 // // break;
59 // }
60 // delete td;
61
62 // pthread_exit((void*)2); // void *ret = (void*)1;
63 // return nullptr;
64 }
65 int main()
66 {
67
68 //1.创建线程
69 pthread_t tids[NUM];
70
71 for(int i=0;i<NUM;i++)
72 {
73 char tname[64];
74 //1.1将字符串格式化进tname
75 snprintf(tname,64,"thread-%d",i+1);
76 //1.2创建类对象：线程名，线程id，线程创建的时间戳，top表示求和到哪个整数
77 ThreadData* td = new ThreadData(tname,i+1,time(nullptr),100+5*i);
78
79 //1.3
80 //thread：获取创建成功的线程ID，该参数是一个输出型参数。
81 //创建线程的属性，传入NULL表示使用默认属性
82 //线程启动后要执行的函数,这里用的是thread_run函数
83 //传给线程例程的参数,我们自定义了一个求和整数的类对象
84 pthread_create(tids+i,nullptr,thread_run,td);//创建线程，td是thread_run函数的参数,
85 //同时td也是我们自己创建的类对象
86 sleep(1);
87 }
88
89 //2.等待线程
90 void *ret = nullptr;
91 for(int i=0;i<NUM;i++)
92 {
93 //int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);,注意是void**类型的
94 //被等待线程的id，获取线程退出码
95 int n = pthread_join(tids[i],&ret);
96
97 if(n!=0)
98 {
99 cerr << "pthread_join error" << endl;
100 }
101 //获取线程退出码，将ret强制转换成ThreadData*
102 ThreadData* td = static_cast<ThreadData*>(ret);
103
104 if(td->_status == OK)
105 {
106 cout << td->_name << " 计算的结果是: " << td->_result << " (它要计算的是[1, " << td->_top << "])" <<endl;
107 }
108 delete td;
109 }
110 cout << "all thread quit..." << endl;
111 return 0;
112 }
运行结果：
获取线程ID
常见获取线程ID的方式有两种：
- 创建线程时通过输出型参数获得。
- 通过调用pthread_self函数获得。调用pthread_self函数即可获得当前线程的ID，类似于调用getpid函数获取当前进程的ID。
pthread_self函数原型如下：
pthread_t pthread_self(void);
取消线程
pthread_cancel函数可以取消线程，pthread_cancel函数的函数原型如下：
int pthread_cancel(pthread_t thread);//thread是被取消线程的ID。
代码实例：
#include
线程是可以取消自己的，取消成功的线程的退出码一般是-1。
线程分离
线程分离的函数：
int pthread_detach(pthread_t thread);//thread是所要分离线程的ID。
- 默认情况下，新创建的线程是joinable（需要主线程等待回收资源的）的，线程退出后，需要对其进行pthread_join操作，否则无法释放资源，从而造成内存泄漏。
- 但如果我们不关心线程的返回值，join也是一种负担，此时我们可以将该线程进行分离，后续当线程退出时就会自动释放线程资源。这里的意思是不再需要主线程去join了，当这个线程退出时系统会自动回收该线程所对应的资源。
- 可以是线程组内其他线程对目标线程进行分离，也可以是线程自己分离。
- 线程分离之后，就不能join了，不然会报错。
- joinable和分离是冲突的，一个线程不能既是joinable又是分离的。
代码示例：
创建五个新线程后让这五个新线程将自己进行分离，主线程就不需要在对这五个新线程进行join了,当这5个线程退出时系统会自动回收该线程所对应的资源。
#include 共享？
- 全局变量是所有线程共享的，如果不想它被所以线程共享，需要加上
__thread修饰变量。 - 线程中的局部变量不是所有线程共享的。
同一线程内的局部变量地址是一致的，不同线程的局部变量是不共享的。
代码示例：
#include
一个进程内的全局变量是所有线程共享的。
#include
用__thread修饰全局变量，这个全局变量就不会被所以线程共享了。
注意：我们在执行多线程打印的时候，可能打印出来的结果会出现错乱，这是因为多线程打印都要访问显示器文件，显示器也是一个文件，文件自然是共享资源，所以当多个线程访问同一个共享资源的时候，会出现调度问题，导致打印错乱，这个问题属于线程互斥的内容，需要加锁处理，下一篇文章我们再来详谈线程互斥问题。