线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立执行的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源,仅仅拥有一点在执行中不可缺少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),可是它可与同属一个进程的其它的线程共享进程所拥有的所有资源。
#include<pthread.h> int pthread_create (pthread_t *__restrict __newthread,//新创建的线程ID __const pthread_attr_t *__restrict __attr,//线程属性 void *(*__start_routine) (void *),//新创建的线程从start_routine開始运行 void *__restrict __arg)//运行函数的參数返回值:成功-0,失败-返回错误编号,能够用strerror(errno)函数得到错误信息
一个小样例:
启动两个线程,一个线程对全局变量num运行加1操作,运行五百次,一个线程对全局变量运行减1操作,相同运行五百次。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h> #include <unistd.h> #include <string.h> int num=0; void *add(void *arg) {//线程运行函数,运行500次加法 int i = 0,tmp; for (; i <500; i++) { tmp=num+1; num=tmp; printf("add+1,result is:%d\n",num); } return ((void *)0); } void *sub(void *arg)//线程运行函数,运行500次减法 { int i=0,tmp; for(;i<500;i++) { tmp=num-1; num=tmp; printf("sub-1,result is:%d\n",num); } return ((void *)0); } int main(int argc, char** argv) { pthread_t tid1,tid2; int err; void *tret; err=pthread_create(&tid1,NULL,add,NULL);//创建线程 if(err!=0) { printf("pthread_create error:%s\n",strerror(err)); exit(-1); } err=pthread_create(&tid2,NULL,sub,NULL); if(err!=0) { printf("pthread_create error:%s\n",strerror(err)); exit(-1); } err=pthread_join(tid1,&tret);//堵塞等待线程id为tid1的线程,直到该线程退出 if(err!=0) { printf("can not join with thread1:%s\n",strerror(err)); exit(-1); } printf("thread 1 exit code %d\n",(int)tret); err=pthread_join(tid2,&tret); if(err!=0) { printf("can not join with thread1:%s\n",strerror(err)); exit(-1); } printf("thread 2 exit code %d\n",(int)tret); return 0; }使用g++编译该文件(g++ main.cpp -o main)。此时会报错undefined reference to `pthread_create‘。
报这个错误的原因是:pthread库不是linux默认的库,所以在编译时候须要指明libpthread.a库。
解决方法:在编译时,加上-lpthread參数。
运行结果:
乍一看,结果是对的,加500次,减500次,最后结果为0。可是细致看全部的输出,你会发现有异样的东西。
导致这个不和谐出现的原因是,两个线程能够对同一变量进行改动。假如线程1运行tmp=50+1后,被系统中断,此时线程2对num=50运行了减一操作,当线程1恢复,在运行num=tmp=51。而正确结果应为50。所以当多个线程对共享区域进行改动时,应该採用同步的方式。
#include<pthread.h> int pthread_mutex_init (pthread_mutex_t *__mutex, __const pthread_mutexattr_t *__mutexattr); int pthread_mutex_destroy (pthread_mutex_t *__mutex);返回值:成功-0,失败-错误编号
#include<pthread.h> int pthread_mutex_lock (pthread_mutex_t *__mutex); int pthread_mutex_unlock (pthread_mutex_t *__mutex);
#include<pthread.h> int pthread_rwlock_init (pthread_rwlock_t *__restrict __rwlock, __const pthread_rwlockattr_t *__restrict __attr); int pthread_rwlock_destroy (pthread_rwlock_t *__rwlock);返回值:成功--0,失败-错误编号
int pthread_rwlock_rdlock (pthread_rwlock_t *__rwlock)
int pthread_rwlock_wrlock (pthread_rwlock_t *__rwlock)
int pthread_rwlock_unlock (pthread_rwlock_t *__rwlock)
int pthread_cond_init (pthread_cond_t *__restrict __cond, __const pthread_condattr_t *__restrict __cond_attr); int pthread_cond_destroy (pthread_cond_t *__cond);
pthread_cond_wait (pthread_cond_t *__restrict __cond, pthread_mutex_t *__restrict __mutex)这里须要注意的是,调用pthread_cond_wait传递的相互排斥量已锁定,pthread_cond_wait将调用线程放入等待条件的线程列表,然后释放相互排斥量,在pthread_cond_wait返回时,再次锁定相互排斥量。
int pthread_cond_signal (pthread_cond_t *__cond); int pthread_cond_broadcast (pthread_cond_t *__cond)
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #define DEBUG 1 int num=0; pthread_mutex_t mylock=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; pthread_cond_t qready=PTHREAD_COND_INITIALIZER; void * thread_func(void *arg) { int i=(int)arg; int ret; sleep(5-i);//线程睡眠,然最先生成的线程,最后苏醒 pthread_mutex_lock(&mylock);//调用pthread_cond_wait前,必须获得相互排斥锁 while(i!=num) { #ifdef DEBUG printf("thread %d waiting\n",i); #endif ret=pthread_cond_wait(&qready,&mylock);//该函数把线程放入等待条件的线程列表,然后对相互排斥锁进行解锁,这两部都是原子操作。而且在pthread_cond_wait返回时,相互排斥量再次锁住。 if(ret==0) { #ifdef DEBUG printf("thread %d wait success\n",i); #endif }else { #ifdef DEBUG printf("thread %d wait failed:%s\n",i,strerror(ret)); #endif } } printf("thread %d is running \n",i); num++; pthread_mutex_unlock(&mylock);//解锁 pthread_cond_broadcast(&qready);//唤醒等待该条件的全部线程 return (void *)0; } int main(int argc, char** argv) { int i=0,err; pthread_t tid[4]; void *tret; for(;i<4;i++) { err=pthread_create(&tid[i],NULL,thread_func,(void *)i); if(err!=0) { printf("thread_create error:%s\n",strerror(err)); exit(-1); } } for (i = 0; i < 4; i++) { err = pthread_join(tid[i], &tret); if (err != 0) { printf("can not join with thread %d:%s\n", i,strerror(err)); exit(-1); } } return 0; }
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