线程概述及操作
1、线程概述
线程——参与系统调度的最小单位。
线程是程序最基本的运行单位。
当程序启动时，就有一个进程被OS创建，同时一个线程也立刻运行，该线程叫做程序的主线程。应用程序都是以main()作为入口开始执行的，所以main()函数就是主线程的入口函数，main()函数所执行的任务就是主线程需要执行的任务。
主线程重要性：
1）子线程由主线程创建；
2）主线程通常会在最后结束运行，执行各种清理工作，譬如回收各个子线程。
线程特点：
- 线程不单独存在，而是包含在进程中；
- 线程是参与系统调度的基本单位；
- 可并发执行，同一进程的多个线程之间可并发执行——宏观上同时执行；
- 共享进程资源。同一进程的各个线程，可共享该进程所拥有的资源（所有线程都有相同的地址空间）——注意，同一进程的多个线程有各自的调用栈（线程栈）。
| 进程 | 线程 | |
| 特点 | 1）进程间切换开销大。多个进程同时运行（指宏观上同时运行，无特别说明，均指宏观上），微观上依然是轮流切换运行，进程间切换开销远大于同一进程的多个线程间切换的开销，通常对于一些中 2）进程间通信较为麻烦。每个进程都在各自的地址空间中、相互独立、隔离，处在于不同的地址空间中，因此相互通信较为麻烦 |
⚫ 同一进程的多个线程间切换开销比较小。 ⚫ 同一进程的多个线程间通信容易。它们共享了进程的地址空间，所以它们都是在同一个地址空间中，通信容易。 ⚫ 线程创建的速度远大于进程创建的速度。 ⚫ 多线程在多核处理器上更有优势。 |
2、创建线程pthread_create
#include
#include
#include
#include
#include
#include
static void *new_thread_start(void *arg)
{
printf("new_thread: ID<%d> pthread_ID<%lu>", getpid(), pthread_self());
return (void *)0;
}
int main(void)
{
pthread_t tid;
int ret;
ret = pthread_create(&tid, NULL, new_thread_start, NULL);
if(ret)
{
fprintf(stderr, "Error:%s\n", strerror(ret));
exit(-1);
}
printf("main_thread: ID<%d> pthread_ID<%lu>", getpid(), pthread_self());
sleep(1);
exit(0);
}
3、终止线程pthread_exit
#include
#include
#include
#include
#include
#include
static void *new_thread_start(void *arg)
{
printf("new_thread start\n");
sleep(1);
printf("new_thread end\n");
pthread_exit(NULL);
}
int main(void)
{
pthread_t tid;
int ret;
ret = pthread_create(&tid, NULL, new_thread_start, NULL);
if(ret)
{
fprintf(stderr, "Error:%s\n", strerror(ret));
exit(-1);
}
printf("main_thread end\n");
pthread_exit(NULL);
exit(0);
}
4、回收线程pthread_join
#include
#include
#include
#include
#include
#include
static void *new_thread_start(void *arg)
{
printf("new_thread start\n");
sleep(2);
printf("new_thread end\n");
pthread_exit((void*)10);
}
int main(void)
{
pthread_t tid;
int *tret;
int ret;
ret = pthread_create(&tid, NULL, new_thread_start, NULL);
if(ret)
{
fprintf(stderr, "pthread_create error:%s\n", strerror(ret));
exit(-1);
}
ret = pthread_join(tid, &tret);
if(ret)
{
fprintf(stderr, "pthread_join error:%s\n",strerror(ret));
exit(-1);
}
printf("main_thread end,code = %ld\n", (long)tret);
exit(0);
}
5、取消线程pthread_cancel
#include
#include
#include
#include
#include
#include
static void *new_thread_start(void *arg)
{
printf("new_thread running\n");
for(;;)
{
sleep(1);
}
return (void*)0;
}
int main(void)
{
pthread_t tid;
int *tret;
int ret;
ret = pthread_create(&tid, NULL, new_thread_start, NULL);
if(ret)
{
fprintf(stderr, "pthread_create error:%s\n", strerror(ret));
exit(-1);
}
sleep(1);
/*send cancel request to new thread*/
ret = pthread_cancel(tid);
if(ret)
{
fprintf(stderr, "pthread_cancel error:%s\n",strerror(ret));
exit(-1);
}
/*wait the new thread end*/
ret = pthread_join(tid, &tret);
if(ret)
{
fprintf(stderr, "pthread_join error:%s\n",strerror(ret));
exit(-1);
}
printf("new_thread end,code = %ld\n", (long)tret);
exit(0);
}
通过 pthread_setcancelstate()和 pthread_setcanceltype()来设置线程的取消性
状态和类型。
pthread_setcancelstate
- PTHREAD_CANCEL_ENABLE ：线程可以取消，默认值；
- PTHREAD_CANCEL_DISABLE ：线程不可被取消。
pthread_setcanceltype
- PTHREAD_CANCEL_DEFERRED ：取消请求到来时，线程还是继续运行，取消请求被挂起，直到线程到达某个取消点（cancellation point）；
- PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS ：可能会在任何时间点（也许是立即取消，但不一定）取消线程。
6、分离线程pthread_detach
#include
#include
#include
#include
#include
#include
static void *new_thread_start(void *arg)
{
int ret;
/*detach actively*/
ret = pthread_detach(pthread_self());
if(ret)
{
fprintf(stderr, "pthread_detach error:%s\n", strerror(ret));
return NULL;
}
printf("new thred start\n");
sleep(2);
printf("new thread end\n");
pthread_exit(NULL);
}
int main(void)
{
pthread_t tid;
int ret;
ret = pthread_create(&tid, NULL, new_thread_start, NULL);
if(ret)
{
fprintf(stderr, "pthread_create error:%s\n", strerror(ret));
exit(-1);
}
sleep(1);
/*wait new thread end*/
ret = pthread_join(tid, NULL);
if(ret)
{
fprintf(stderr, "pthread_join error:%s\n",strerror(ret));
exit(-1);
}
/*wait the new thread end*/
ret = pthread_join(tid, NULL);
if(ret)
{
fprintf(stderr, "pthread_join error:%s\n",strerror(ret));
//exit(-1);
}
pthread_exit(NULL);
}
7、注册线程清理函数pthread_cleanup_push
当线程执行以下动作时，清理函数栈中的清理函数才会被执行：
⚫ 线程调用 pthread_exit()退出时；
⚫ 线程响应取消请求时；
⚫ 用非 0 参数调用 pthread_cleanup_pop()
#include
#include
#include
#include
#include
#include
static void cleanup(void *arg)
{
printf("cleanup:%s\n", (char*)arg);
}
static void *new_thread_start(void *arg)
{
printf("new thread--start run\n");
pthread_cleanup_push(cleanup, "1st used");
pthread_cleanup_push(cleanup, "2nd used");
pthread_cleanup_push(cleanup, "3rd used");
sleep(2);
pthread_exit((void *)0);
pthread_cleanup_pop(0);
pthread_cleanup_pop(0);
pthread_cleanup_pop(0);
}
int main(void)
{
pthread_t tid;
void *tret;
int ret;
ret = pthread_create(&tid, NULL, new_thread_start, NULL);
if(ret)
{
fprintf(stderr, "pthread_create error:%s\n", strerror(ret));
exit(-1);
}
/*wait new thread end*/
ret = pthread_join(tid, &tret);
if(ret)
{
fprintf(stderr, "pthread_join error:%s\n",strerror(ret));
exit(-1);
}
printf("new thread end, code =%ld\n", (long)tret);
exit(0);
}
8、线程属性（初始化、销毁）
设置线程栈大小
#include
#include
#include
#include
#include
#include
static void *new_thread_start(void *arg)
{
printf("Hello World!\n");
return (void *)0;
}
int main(void)
{
pthread_attr_t attr;
size_t stacksize;
pthread_t tid;
int ret;
/*attr obj initialized*/
pthread_attr_init(&attr);
/*set the size of stack 4K*/
pthread_attr_setstacksize(&attr, 4096);
ret = pthread_create(&tid, NULL, new_thread_start, NULL);
if(ret)
{
fprintf(stderr, "pthread_create error:%s\n", strerror(ret));
exit(-1);
}
/*wait new thread end*/
ret = pthread_join(tid, NULL);
if(ret)
{
fprintf(stderr, "pthread_join error:%s\n",strerror(ret));
exit(-1);
}
pthread_attr_destroy(&attr);
exit(0);
}
分离状态启动线程
#include
#include
#include
#include
#include
#include
static void *new_thread_start(void *arg)
{
printf("Hello World!\n");
return (void *)0;
}
int main(void)
{
pthread_attr_t attr;
pthread_t tid;
int ret;
/*attr obj initialized*/
pthread_attr_init(&attr);
/*set detach state*/
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
ret = pthread_create(&tid, NULL, new_thread_start, NULL);
if(ret)
{
fprintf(stderr, "pthread_create error:%s\n", strerror(ret));
exit(-1);
}
/*wait new thread end*/
ret = pthread_join(tid, NULL);
if(ret)
{
fprintf(stderr, "pthread_join error:%s\n",strerror(ret));
exit(-1);
}
sleep(1);
pthread_attr_destroy(&attr);
exit(0);
}