Linux期末复习——多线程编程

线程概述

线程基本编程

函数说明

pthread_create():	创建线程，成功返回0
pthread_exit():	主动退出线程，成功返回0
pthread_join():	挂起线程等待结束，成功返回0
pthread_cancel	在别的线程中终止另一个线程的执行，成功返回0

示例代码：创建三个线程，每个线程重用同一个执行，每个线程五次循环，每次循环随机等待1-10s。

/* thread.c */#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>#define THREAD_NUMBER		3    /*宏定义线程数量*/
#define REPEAT_NUMBER		5    /*宏定义每个线程的任务数量*/
#define DELAY_TIME_LEVELS	10.0/*小任务之间的最大时间间隔*//*定义线程处理过程的函数*/
void * thrd_func(void *arg)
{int thrd_num = (int)arg;int delay_time = 0;int count = 0;printf("Thread %d is starting\n", thrd_num);/*循环每个线程调用这个线程处理函数的时候要进行五次任务，所以循环五次*/for (count = 0; count < REPEAT_NUMBER; count++){		delay_time = (int)(rand() * DELAY_TIME_LEVELS/(RAND_MAX)) + 1;sleep(delay_time);/*线程几：工作 几 次 等待 几 秒*/printf("\tThread %d: job %d delay = %d\n", thrd_num, count, delay_time);}printf("Thread %d finished\n", thrd_num);/*五次任务做完要输出线程几完成了*/pthread_exit(NULL);
}/*主函数*/
int main(void)
{/*结构体解释：typedef unsigned long int pthread_t;  用途：pthread_t用于声明线程ID。    sizeof(pthread_t) =4;*//*先赋值工作数*/pthread_t thread[THREAD_NUMBER];int no = 0, res;void * thrd_ret;srand(time(NULL));/*time(NULL);就是返回从1970年元旦午夜0点到现在的秒数。 srand(time(NULL)); 是以当前时间为种子，产生随意数。srand和rand()配合使用产生伪随机数序列。rand函数在产生随机数前，需要系统提供的生成伪随机数序列的种子，rand根据这个种子的值产生一系列随机数。如果系统提供的种子没有变化，每次调用rand函数生成的伪随机数序列都是一样的。srand(unsigned seed)通过参数seed改变系统提供的种子值，从而可以使得每次调用rand函数生成的伪随机数序列不同，从而实现真正意义上的“随机”。通常可以利用系统时间来改变系统的种子值，即srand(time(NULL))，可以为rand函数提供不同的种子值，进而产生不同的随机数序列  *//*循环创建三个线程*/for (no = 0; no < THREAD_NUMBER; no++){res = pthread_create(&thread[no], NULL, thrd_func, (void*)no);/*&thread[no]：线程标识符，表示线程的标号；NULL：线程属性，通常取NULL； thrd_func：线程处理函数；(void*)no：传递给线程处理函数的参数；函数成功执行返回0，出错返回错误码；pthread_create()函数作用，创建一个线程，并指定线程处理函数thrd_func，从而执行该函数规定的动作；*/if (res != 0){printf("Create thread %d failed\n", no);/*pthread_create失败返回0*/exit(res);}}printf("Create threads success，Waiting for threads to running..\n");/*成功输出这句*//*循环挂起线程*/for (no = 0; no < THREAD_NUMBER; no++){res = pthread_join(thread[no], &thrd_ret); //&thrd_ret：用户定义的指针，用来存储被等待线程结束时返回值；/*pthread_join使一个线程等待另一个线程结束。                  代码中如果没有pthread_join主线程会很快结束从而使整个进程结束，从而使创建的线程没有机会开始执行就结束了。加入pthread_join后，主线程会一直等待直到等待的线程结束自己才结束，使创建的线程有机会执行。该函数作用：当thread[no]尚未运行结束时，调用pthread_join()的主进程阻塞，直到thread[no]线程退出，该线程所占据的资源才被释放，主进程才能结束；主进程等待线程运行结束后，pthread_join函数返回0，该线程资源释放；如果出错返回错误码；*/if (!res){printf("Thread %d joined\n", no);/*该语句打印出来代表thread[no]已经结束运行，释放其占据的资源*/}else{printf("Thread %d join failed\n", no);}}return 0;        
}

线程之间的同步互斥

信号量适用于同时可用的资源是多个

互斥锁适用于同时可用的资源唯一

互斥锁线程控制

互斥锁基本函数
互斥锁初始化	pthread_muttex_init
互斥锁上锁	pthread_muttex_lock
互斥锁判断上锁	pthread_muttex_trylock()
互斥锁解锁	pthread_muttex_unlock
消除互斥锁	pthread_muttex_destroy

示例代码（是在上一个示例基础上增加了互斥锁的功能）：

/* thread_mutex.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#define THREAD_NUMBER		3      /*有三个线程*/
#define REPEAT_NUMBER		3      /*每个线程三个任务*/
#define DELAY_TIME_LEVELS	10.0   /*每个线程任务随机等待1-10s*/
pthread_mutex_t mutex;/**/
void * thrd_func(void *arg)
{int thrd_num = (int)arg;int delay_time = 0, count = 0;int res;res = pthread_mutex_lock(&mutex); /*上互斥锁，成功返回0，非0值代表失败，并返回出错信息；*/	if (res){/*上锁失败*/printf("Thread %d lock failed\n", thrd_num);	pthread_exit(NULL);}/*上锁成功输出一句线程开始*/	printf("Thread %d is starting\n", thrd_num);/*三次任务*/for (count = 0; count < REPEAT_NUMBER; count++){	delay_time = (int)(rand() * DELAY_TIME_LEVELS/(RAND_MAX)) + 1;sleep(delay_time);printf("\tThread %d: job %d delay = %d\n", thrd_num, count, delay_time);}/*线程完成*/printf("Thread %d finished\n", thrd_num);/*主动停止线程*/	    pthread_exit(NULL);
}int main(void)
{/*一些定义*/pthread_t thread[THREAD_NUMBER];int no = 0, res;void * thrd_ret;srand(time(NULL));/*互斥锁初始化*/pthread_mutex_init(&mutex, NULL);/*参数解释：&mutex创建互斥锁，都这么写NULL表示创建的是快速互斥锁，调用线程会阻塞直至拥有互斥锁的线程解锁为止，知道有这么回事就好            *//*循环创建三个线程*/for (no = 0; no < THREAD_NUMBER; no++){/*线程号，默认NULL，线程处理函数，传递参数*/res = pthread_create(&thread[no], NULL, thrd_func, (void*)no);if (res != 0){printf("Create thread %d failed\n", no);/*报错*/exit(res);}}printf("Create threads success\n Waiting for threads to finish...\n");/*创建成功，等待线程创建完毕*//*做三次任务，每个线程挂起，防止退出太快*/for (no = 0; no < THREAD_NUMBER; no++){res = pthread_join(thread[no], &thrd_ret);if (!res){ printf("Thread %d joined\n", no); }else{  printf("Thread %d join failed\n", no); }pthread_mutex_unlock(&mutex);/*解开互斥锁*/		}	pthread_mutex_destroy(&mutex);	/*消除（删除）互斥锁*/return 0;        
}