線程編程常見API簡介（下）

 

1、概述

      本節將繼續說明有關線程編程經常使用 API 的使用方法，主要說一下與線程條件變量及線程信號通知的 API。經過這些 API 能夠實現線程之間的同步及通訊機制。

 

2、線程條件變量 API

 1）初始化/銷燬線程條件變量：pthread_cond_init/pthread_cond_destroy；在 acl 庫中相應的 API 爲 acl_pthread_cond_init/acl_pthread_cond_destroy。

/**
 * 用線程條件變量屬性初始化線程條件變量對象
 * @param cond {pthread_cond_t*} 線程條件變量對象
 * @param attr {const pthread_condattr_t*} 條件變量屬性，用來設置線程
 *    條件變量的屬性，該參數能夠由 pthread_condattr_init/pthread_condattr_destroy 初始化和銷燬；該參數能夠設爲 NULL
 * @return {int} 返回 0 表示成功，不然出錯，錯誤號能夠用 strerror 打印
 */
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, const pthread_condattr_t *attr);

/**
 * 銷燬線程條件變量對象經過 pthread_cond_init 分配的資源
 * @param cond {pthread_cond_t*} 線程條件變量對象
 * @return {int} 返回 0 表示成功，不然出錯
 */
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

 

 2）等待線程條件變量被其它線程通知：pthread_cond_wait/pthread_cond_timedwait，在 acl 庫中對應的 API 爲 acl_pthread_cond_wait/acl_pthread_cond_timedwait。

/**
 * 線程阻塞在線程條件變量直至該線程條件變量被通知，在等待狀態，該線程不會
 * 擁有線程鎖；當線程條件變量被通知時，該線程首先會對線程鎖加鎖，而後返回
 * 給調用者，即當該 API 返回時，當前線程已經擁有了其中的線程鎖
 * @param cond {pthread_cond_t*} 線程條件變量對象
 * @param mutex {pthread_mutex_t*} 與線程條件變量配合使用的線程鎖
 * @return {int} 返回 0 表示阻塞當前線程的線程條件變量被其它線程通知，同
 *   時當前線程得到相應的線程鎖；不然，表示出錯，出錯緣由通常是輸入的參數非法
 */
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t  *mutex);

/**
 * 當前線程阻塞在線程條件變量上，直到該條件變量被其它線程通知或設定的等待
 * 超時時間到達，該 API 相比 pthread_cond_wait 多出一個等待超時時間
 * @param cond {pthread_cond_t*} 線程條件變量對象
 * @param mutex {pthread_mutex_t*} 與線程條件變量配合使用的線程鎖
 * @param abstime {const struct timespec*} 超時時間截，當時間超過該
 *    時間截後，即便線程條件變量未被通知，該 API 也會返回
 * @return {int} 返回 0 表示阻塞當前線程的線程條件變量被其它線程通知，同
 *   時當前線程得到相應的線程鎖；不然，若是返回值爲 ETIMEDOUT（在 acl 庫
 *   中表示爲 ACL_ETIMEDOUT）則表示該 API 是由於超時才返回的，同時會將
 *   線程鎖加鎖，當爲其它返回值時通常是由於輸入參數非法致使
 */
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex, const struct timespec *abstime);

        上面兩個等待線程條件變量的 API中，pthread_cond_timedwait 對於設計半駐留式線程很是有用，象 acl 庫中的半駐留式線程池就用到了它。

 

 3）通知阻塞在線程條件變量上的線程：pthread_cond_signal/pthread_cond_broadcast，在 acl 庫中相應表現形式爲：acl_pthread_cond_signal/acl_pthread_cond_broadcast。

/**
 * 喚醒阻塞在某個線程條件變量上的一個線程
 * @param cond {pthread_cond_t*} 線程條件變量對象
 * @return {int} 返回 0 表示成功，不然表示出錯
 */
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);

/**
 * 喚醒阻塞在某個線程條件變量上的全部線程，當全部阻塞在線程條件變量上的
 * 全部線程被喚醒後，會首先搶佔參數中輸入的線程鎖（有多是同一個線程鎖，
 * 也有可能不是），在得到那個線程鎖後那些被喚醒的線程纔會返回
 * @param cond {pthread_cond_t*} 線程條件變量對象
 * @return {int} 返回 0 表示成功通知全部阻塞在線程條件變量上的線程，不然
 *    表示出錯
 */
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);

 

3、示例

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <pthread.h>

/* 快速初始化線程鎖和線程條件變量 */
static pthread_mutex_t __mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
static pthread_cond_t __cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

static void *thread_waiting(void* arg)
{
	(void) arg;
	printf("thread: %ld waiting ...\r\n", pthread_self());

	/* 阻塞在線程條件變量上， */
	assert(pthread_cond_wait(__cond, __mutex) == 0);

	/* 該線程被喚醒，同時擁有了線程鎖 __mutex */
	printf("thread: %ld wakeup by other thread\r\n", pthread_self());
	return NULL;
}

int main(void)
{
	pthread_t tid;

	/* 建立阻塞在線程條件變量上的子線程 */
	assert(pthread_create(&tid, NULL, thread_waiting, NULL) == 0);
	sleep(10);  /* 主線程休息 10 秒 */

	/* 喚醒阻塞在線程條件變量上的子線程 */
	assert(pthread_cond_signal(__cond) == 0);

	/* 接管子線程的退出狀態 */
	assert(pthread_join(&tid) == 0);

	return 0;
}

       該例子很是簡單，用戶能夠在本身的程序中靈活使用這些 API。

 

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acl 庫下載：https://sourceforge.net/projects/acl/