C语言多线程编程-线程属性和优先级

概念介绍

在C语言中进行多线程编程，通常会使用POSIX线程（也称为Pthreads）库，这是在Unix-like系统中实现多线程的标准方法。在Windows系统中，会使用Windows API来进行多线程编程。注意，C语言标准库本身并不直接支持多线程，而是通过这些平台特定的库来提供支持。

关于线程的属性和优先级，这里有一些基本的概念：

1. 线程属性（Thread Attributes）:

   • 线程属性是用来设置新创建的线程的一些特性。例如，你可以设置线程是否是分离的（detached），或者设置线程的堆栈大小等。
   • 在Pthreads中，你可以使用pthread_attr_t类型的变量来设置和获取线程属性，通过pthread_attr_init初始化属性对象，pthread_attr_setdetachstate设置线程的分离状态，pthread_attr_setstacksize设置线程的堆栈大小等。
   • 设置完属性后，可以使用pthread_create函数来创建具有这些属性的线程。

2. 线程优先级（Thread Priority）:

   • 线程优先级决定了当多个线程同时处于可执行状态时，哪个线程应该优先得到执行。优先级较高的线程通常会得到更多的执行时间。
   • 在Pthreads中，并没有直接设置线程优先级的跨平台方法，因为线程调度和优先级管理通常是操作系统相关的。不过，在某些平台上，你可以使用sched_setscheduler和sched_getscheduler函数来设置和获取线程的调度策略和优先级。
   • 在Windows中，你可以使用SetThreadPriority函数来设置线程的优先级。

关键操作说明

现在就以通过POSIX线程（POSIX Threads，通常简称为pthreads）接口来实现多线程编程。说明设置线程的属性和优先级的相关操作，可以使用pthread_attr_t结构体以及相关函数。

线程属性设置：

1. 初始化线程属性：

   pthread_attr_t attr;
   pthread_attr_init(&attr);
   

2. 设置线程调度策略和优先级参数（如果系统支持）：

   • 调度策略：可以通过 pthread_attr_setschedpolicy() 函数设置线程的调度策略，如SCHED_FIFO（先入先出）、SCHED_RR（轮转调度）等。
   • 优先级：首先需要获取当前系统的调度参数范围，然后设置线程的优先级，这通常涉及到两个步骤：

     struct sched_param param;
     int policy;
     int max_priority;
     
     // 获取当前系统的最大优先级
     pthread_getschedparam(pthread_self(), &policy, &param);
     max_priority = sched_get_priority_max(policy);
     
     // 设置线程优先级，假设设置为max_priority的一半
     param.sched_priority = max_priority / 2;
     pthread_attr_setschedparam(&attr, &param);
     

3. 创建线程时应用这些属性：

   pthread_t thread_id;
   if (pthread_create(&thread_id, &attr, thread_function, NULL) != 0) {
       // 错误处理
   }
   

4. 在完成创建线程后，别忘了清理线程属性：

   pthread_attr_destroy(&attr);
   

总结

不是所有的操作系统都支持设置线程的优先级，或者优先级的实际影响可能取决于特定的操作系统调度策略。在某些系统上，即使设置了优先级，也不能保证高优先级线程总是比低优先级线程获得更多CPU时间片。因此，在设计多线程程序时，应谨慎依赖线程优先级，并确保程序逻辑不会因优先级调整而失效。同时线程优先级和调度是一个复杂的主题，不同的操作系统和平台可能会有不同的行为和限制。在设置线程优先级时，需要仔细考虑你的应用需求和目标平台的特性。