android中使用C++ POSIX线程

Android是基于Linux内核的，而Linux是遵循POSIX线程标准的，POSIX线程库中有一系列Pthreads API方便我们对Linux线程的操作。所以在Android中使用C/C++线程也就转到了使用POSIX线程库。它们都在头文件"pthread.h"中。使用线程无非就是创建线程、线程数据传递、线程同步、结果返回和线程销毁。

创建子线程

POSIX通过pthread_create()函数创建线程和pthread_exit()销毁线程。
pthread_attr_t 属性包括：__detachstate，表示新线程是否与进程中其他线程脱离同步，如果置位则新线程不能用pthread_join()来同步，且在退出时自行释放所占用的资源，缺省为PTHREAD_CREATE_JOINABLE状态，这个属性可以在线程创建并运行以后用 pthread_attr_setdetachstate 来设置； __schedpolicy，表示新线程的调度策略，主要包括SCHED_OTHER（正常、非实时）、SCHED_RR（实时、轮转法）和SCHED_FIFO（实时、先入先出）三种，缺省为SCHED_OTHER，后两种调度策略仅对超级用户有效。运行时可以用过pthread_setschedparam()来改变；__schedparam，一个struct sched_param结构，目前仅有一个sched_priority整型变量，表示线程的运行优先级，这个参数仅当调度策略为实时（即SCHED_RR或SCHED_FIFO）时才有效；__inheritsched，有两种值可供选择：PTHREAD_EXPLICIT_SCHED和PTHREAD_INHERIT_SCHED，前者表示新线程使用显式指定调度策略和调度参数（即attr中的值），而后者表示继承调用者线程的值。缺省为PTHREAD_EXPLICIT_SCHED；__scope，表示线程间竞争CPU的范围，也就是说线程优先级的有效范围。POSIX的标准中定义了两个值：PTHREAD_SCOPE_SYSTEM和PTHREAD_SCOPE_PROCESS，前者表示与系统中所有线程一起竞争CPU时间，后者表示仅与同进程中的线程竞争CPU。
void * (*start_routine)(void *)：线程执行函数指针传入，线程创建成功会调用这个函数。
void * arg：执行函数的传入参数，线程执行函数的参数可以取得这个传入的参数，如上面代码中的void *data。

//线程创建函数
int  pthread_create(pthread_t  *  thread, //新线程标识符
pthread_attr_t * attr, //新线程的运行属性
void * (*start_routine)(void *), //线程将会执行的函数
void * arg);//执行函数的传入参数，可以为结构体

//线程执行函数
void *threadCallback(void *data){
    LOG("Create C++ normal thread!");
    //线程结束函数
    pthread_exit(&thread);
}

POSIX通过也可以pthread_attr_init (attr) 函数创建线程属性和pthread_attr_destroy (attr) 销毁线程属性。返回0，表示函数初始化对象成功。失败时返回一个错误代码。
attr参数：指向一个线程属性结构的指针，结构中的元素分别对应着新线程的运行属性。属性对象主要包括是否绑定、是否分离、堆栈地址和大小、优先级等。默认属性为非绑定、非分离、默认1MB堆栈、与父进程有相同优先级。使用pthread_create()函数创建线程时，函数第二个参数为NULL，则使用线程属性的默认参数，其中非分离属性需要程序退出之前运行pthread_join把各个线程归并到一起。如果想让线程向创建它的线程返回数据，就必须这样做。但是如果既不需要第二个线程向主线程返回信息，也不需要主线程等待它，可以设置分离属性，创建“脱离线程”。

//创建线程属性
int pthread_attr_init(pthread_attr_t* __attr);
//销毁线程属性
int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t* __attr);

#include
#include
#include
#include
 
const char message[] = "Hello, Linux.";
int thread_finished = 0;
 
void thread_function(void *arg)
{
 pthread_t newthid;
 newthid = pthread_self();
 printf("New thread, thread ID = %lu, argument is: %s\n",
                        newthid, (char*)arg);
 sleep(3);
 printf("New thread sets thread_finished flag and exits.\n");
 thread_finished = 1;
 pthread_exit(NULL);
}
 
int main(int argc, char *argv[])
{
 int ret;
 pthread_t thid;
 pthread_attr_t attr;
 
 ret = pthread_attr_init(&attr);
 if(ret != 0){
 printf("Error pthread_attr_init()!");
 exit(EXIT_FAILURE); //线程属性初始化出错退出
 }
 
 ret = pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
 if(ret != 0){
 printf("Error pthread_attr_setdetachstate()!");
 exit(EXIT_FAILURE); //线程分离属性设置出错退出
 }
 
 //创建一个线程
 ret = pthread_create(&thid, &attr, (void*)&thread_function, (void*)message);
 if(ret != 0){
 printf("Error pthread_create()!");
 exit(EXIT_FAILURE);
 }
 //销毁线程属性结构,它在重新初始化之前不能重新使用
 pthread_attr_destroy(&attr);
 while(!thread_finished){
 printf("Main thread, waiting for other thread finished...\n");
 sleep(1);
 }
 printf("Other thread fiinshed. Bye!\n"); 
 
 return 0;
}

线程锁，线程条件变量

多线程要解决的最大的问题就是线程同步问题，java中使用同步锁的，在POSIX线程库中同样有这个样的方法，mutex函数可以保持线程同步。

pthread_mutex_t 用于创建线程锁对象 如：pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_init：用于初始化phread_mutex_t锁对象 如：pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
phread_mutex_destory:用于销毁pthread_mutex_t锁对象 如：pthread_mutex_destory(&mutex);
phread_cond_t:用于创建线程条件对象 如：pthread_cont_t cond;
phread_cond_init:用于初始化pthread_cont_t条件对象 如：pthread_cond_init(&cond,NULL);
pthread_cond_destory:用于销毁pthread_cond_t条件对象 如：pthread_cond_destory(&cond);
pthread_mutex_lock:用于上锁mutex,本线程上锁后的其他变量是不能被别的线程操作的 如：pthread_mutex_lock(&mutex);
pthread_mulex_unlock:用于解锁mutex,解锁后的其他变量可以被其他线程操作 如：pthread_mutex_unlock(&mutex);
pthread_cond_signal:用于发出条件信号 如：pthread_cond_signal(&mutex,&cond);
pthread_cond_wait:用于线程阻塞等待，直到pthread_cond_signal发出条件信号后才执行退出线程阻塞执行后面的操作。

#include 
#include "pthread.h"
#include "queue"
#include "unistd.h"
//生产者
pthread_t product;
//消费者
pthread_t custom;
pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;

std::queue queue;

void *productCallback(void *data){

    while(1){
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        queue.push(1);
        LOG("生产者生产一个产品，通知消费者消费，产品数量为：%d",queue.size());
        pthread_cond_signal(&cond);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sleep(5);

    }
    pthread_exit(&product);
}

//消费者线程
void *customCallback(void *data){
    while (1){
        //为线程加锁
        pthread_mutex_lock(&mutex);

        if(queue.size()>0){
            queue.pop();
            LOG("消费者消费产品，产品数量还剩余：%d",queue.size());
        }else{
            LOG("没有产品可以消费，等待中....");
            //阻塞线程等待生产者生产
            pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
        }
        //为线程解锁
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        //线程睡5秒钟
        usleep(500*1000);

    }
    //结束线程
    pthread_exit(&custom);
}
extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_xy_jni_jnithreaddemo_feature_JniThread_createPuCuThread(JNIEnv *env, jobject instance) {
    //初始化线程锁对象
    pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
    //初始化线程条件对象
    pthread_cond_init(&cond,NULL);
    //创建生产者线程对象
    pthread_create(&product,NULL,productCallback,NULL);
    //创建消费者线程对象
    pthread_create(&custom,NULL,customCallback,NULL);

}