Linux--線程編程

時間 2021-08-15

標籤 html 編程多線程 ide 函數 post spa 操作系統線程 code 欄目 Linux 简体版

原文原文鏈接

進程

　　系統中程序執行和資源分配的基本單位

　　每一個進程有本身的數據段、代碼段和堆棧段

　　在進行切換時須要有比較複雜的上下文切換

線程

　　減小處理機的空轉時間，支持多處理器以及減小上下文切換開銷, 比建立進程小不少

　　進程內獨立的一條運行路線

　　處理器調度的最小單元，也稱爲輕量級進程

能夠對進程的內存空間和資源進行訪問，並與同一進程中的其餘線程共享html

線程

　　線程相關的執行狀態和存儲變量放在 線程控制表內

　　一個進程能夠有多個線程，有多個線程控制表及堆棧寄存器，共享一個用戶地址空間

多線程同步問題

　　線程共享進程的資源和地址空間

　　任何線程對系統資源的操做都會給其餘線程帶來影響

線程技術發展

　　Linux 2.2內核

　　　　不存在真正意義上的線程

　　Linux 2 .4內核

　　　　蠠摭線程個數的限制，容許動態地調整進程數上限

　　在Linux 內核2.6以前，進程是最主要的處理調度單元，並沒支持內核線程機制

　　Linux 2.6內核

　　　　鳩現共享地址空間的進程機制, 在1996年第一次得到線程的支持

線程技術發展

　　爲了改善LinuxThread問題，根據新內核機制從新編寫線程庫, 改善Linux對線程的支持

　　　　ㄠIBM主導的新一代POSIX線程庫（Next Generation POSIX Threads，簡稱爲NGPT）

　　　　　　–NGPT項目在2002年啓動

　　　　　　–爲了不出現有多個Linux線程標準，在2003年中止該項目

　　　　ㄠ創攀攙 Hat主導的本地化POSIX線程庫 (Native POSIX Thread Library，簡稱爲NTPL)

　　　　　　–最先在Red Hat Linux9中被支持

　　　　　　–如今已經成爲GNU C函數庫的一部分，同時也成爲Linux線程的標準

線程標識

　　線程ID

　　　　進程ID在整個系統中是惟一的

　　　　線程ID只在它所屬的進程環境中有效

函數: pthread_self()

線程標識

　　pthread_t類型一般用結構來表示

　　不能把它做爲整數處理

　　　　–Linux使用無符號長整數表示

　　爲了移植，使用函數來比較線程ID

函數: pthread_equal()

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <pthread.h>
 4
 5int main(){
 6     pthread_t thread_id;
 7
 8     thread_id=pthread_self(); // 返回調用線程的線程ID
 9     printf("Thread ID: %lu.\n",thread_id);
10
11if (pthread_equal(thread_id,pthread_self())) {
12//  if (thread_id==0) {
13         printf("Equal!\n");
14     } else {
15         printf("Not equal!\n");
16     }
17return0;
18 }

線程編程

　　操做用戶空間中的線程

建立線程

　　調用該線程函數的入口點

　　纏用函數pthread_create()，線程建立後，就開始運行相關的線程函數

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <pthread.h>
 4
 5void *thrd_func(void *arg);
 6 pthread_t tid;
 7
 8int main(){
 9// 建立線程tid，且線程函數由thrd_func指向，是thrd_func的入口點，即立刻執行此線程函數
10if (pthread_create(&tid,NULL,thrd_func,NULL)!=0) {
11         printf("Create thread error!\n");
12         exit(1);
13     }
14
15     printf("TID in pthread_create function: %u.\n",tid);
16     printf("Main process: PID: %d,TID: %u.\n",getpid(),pthread_self()); 
17
18     sleep(1); //race
19
20return0;
21 }
22
23void *thrd_func(void *arg){
24//  printf("I am new thread!\n");
25     printf("New process: PID: %d,TID: %u.\n",getpid(),pthread_self()); //why pthread_self
26     printf("New process: PID: %d,TID: %u.\n",getpid(),tid); //why pthread_self
27
28     pthread_exit(NULL); //退出線程
29//  return ((void *)0);
30 }

退出線程

　　在線程函數運行完後，該線程也就退出了

　　或使用函數pthread_exit()，這是線程的主動行爲

　　不能使用exit()

使調用進程終止，全部線程都終止了編程

等待線程多線程

　　ㄠ蹵N個進程中的多個線程是共享數據段的，一般在線程退出以後，退出線程所佔用的資源並不會隨着線程的終止而獲得釋放ide

　　瀠琀梔爀攀愀攙開樀漀椀渀()函數函數

　　　　相似進程的wait()/waitpid()函數，用於將當前線程掛起來等待線程的結束

　　　　是一個線程阻塞的函數，調用它的線程一直等待到被等待的線程結束爲止

　　　　函數返回時，被等待線程的資源就被收回

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <pthread.h>
 4
 5void *thrd_func1(void *arg);
 6void *thrd_func2(void *arg);
 7
 8int main(){
 9     pthread_t tid1,tid2;
10void *tret;
11// 建立線程tid1，線程函數thrd_func1
12if (pthread_create(&tid1,NULL,thrd_func1,NULL)!=0) {
13         printf("Create thread 1 error!\n");
14         exit(1);
15     }
16// 建立線程tid2,線程函數thrd_func2
17if (pthread_create(&tid2,NULL,thrd_func2,NULL)!=0) {
18         printf("Create thread 2 error!\n");
19         exit(1);
20     }
21// 等待線程tid1結束，線程函數返回值放在tret中
22if (pthread_join(tid1,&tret)!=0){
23         printf("Join thread 1 error!\n");
24         exit(1);
25     }
26
27     printf("Thread 1 exit code: %d.\n",(int *)tret);
28// 等待tid2結束，線程函數返回值放在tret中
29if (pthread_join(tid2,&tret)!=0){
30         printf("Join thread 2 error!\n");
31         exit(1);
32     }
33
34     printf("Thread 2 exit code: %d.\n",(int *)tret);
35
36return0;
37 }
38
39void *thrd_func1(void *arg){
40     printf("Thread 1 returning!\n");
41//  sleep(3);
42return ((void *)1); // 自動退出線程
43 }
44
45void *thrd_func2(void *arg){
46     printf("Thread 2 exiting!\n");
47     pthread_exit((void *)2);  // 線程主動退出，返回(void *)2
48 }

取消線程post

　　在別的線程中要終止另外一個線程

　　瀠琀梔爀攀愀攙開挀愀渀挀攀氀()函數

　　被取消的線程能夠設置本身的取消狀態

　　　　–被取消的線程接收到另外一個線程的取消請求以後，是接受仍是忽略這個請求

　　　　–若是接受，是馬上進行終止操做仍是等待某個函數的調用等

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <pthread.h>
 4
 5void *thrd_func1(void *arg);
 6void *thrd_func2(void *arg);
 7
 8 pthread_t tid1,tid2;
 9
10int main(){
11// 建立線程tid1，線程函數thrd_func1
12if (pthread_create(&tid1,NULL,thrd_func1,NULL)!=0) {
13         printf("Create thread 1 error!\n");
14         exit(1);
15     }
16// 建立線程tid2，線程函數thrd_func2
17if (pthread_create(&tid2,NULL,thrd_func2,NULL)!=0) {
18         printf("Create thread 2 error!\n");
19         exit(1);
20     }
21// 等待線程tid1退出
22if (pthread_join(tid1,NULL)!=0){
23         printf("Join thread 1 error!\n");
24         exit(1);
25     }else
26         printf("Thread 1 Joined!\n");
27// 等待線程tid2退出
28if (pthread_join(tid2,NULL)!=0){
29         printf("Join thread 2 error!\n");
30         exit(1);
31     }else
32         printf("Thread 2 Joined!\n");
33
34return0;
35 }
36
37void *thrd_func1(void *arg){
38//  pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_DISABLE,NULL);
39     pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE,NULL); // 設置其餘線程能夠cancel掉此線程
40
41while(1) {
42         printf("Thread 1 is running!\n");
43         sleep(1);
44     }
45     pthread_exit((void *)0);
46 }
47
48void *thrd_func2(void *arg){
49     printf("Thread 2 is running!\n");
50     sleep(5);
51if (pthread_cancel(tid1)==0)  // 線程tid2向線程tid1發送cancel
52         printf("Send Cancel cmd to Thread 1.\n");
53
54     pthread_exit((void *)0);
55 }

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <pthread.h>
 4
 5#define THREAD_NUM 3
 6#define REPEAT_TIMES 5
 7#define DELAY 4
 8
 9void *thrd_func(void *arg);
10
11int main(){
12     pthread_t thread[THREAD_NUM];
13int no;
14void *tret;
15
16     srand((int)time(0)); // 初始化隨機函數發生器 
17
18for(no=0;no<THREAD_NUM;no++){
19if (pthread_create(&thread[no],NULL,thrd_func,(void*)no)!=0) { // 建立THREAD_NUM個線程，傳入(void*)no做爲thrd_func的參數
20             printf("Create thread %d error!\n",no);
21             exit(1);
22         } else
23             printf("Create thread %d success!\n",no);
24     }
25
26for(no=0;no<THREAD_NUM;no++){
27if (pthread_join(thread[no],&tret)!=0){ // 等待thread[no]線程結束，線程函數返回值放在tret中
28             printf("Join thread %d error!\n",no);
29             exit(1);
30         }else
31             printf("Join thread %d success!\n",no);
32     }
33
34return0;
35 }
36
37void *thrd_func(void *arg){
38int thrd_num=(void*)arg;
39int delay_time=0;
40int count=0;
41
42     printf("Thread %d is starting.\n",thrd_num);
43for(count=0;count<REPEAT_TIMES;count++) {
44         delay_time=(int)(DELAY*(rand()/(double)RAND_MAX))+1;
45         sleep(delay_time);
46         printf("\tThread %d:job %d delay =%d.\n",thrd_num,count,delay_time);
47     }
48
49     printf("Thread %d is exiting.\n",thrd_num);
50     pthread_exit(NULL);
51 }