首页 > 代码库 > 多线程实现多任务
多线程实现多任务
概述
每一个进程都拥有自己的数据段、代码段和堆栈段,这就造成进程在进行创建、切换、撤销操作时,须要较大的系统开销。
为了降低系统开销,从进程中演化出了线程。
为了让进程完毕一定的工作,进程必须至少包括一个线程。线程存在于进程中,共享进程的资源。很多其它详情。请看《进程和线程的差别与联系》。
就像每一个进程都有一个进程号一样,每一个线程也有一个线程号。进程号在整个系统中是唯一的,但线程号不同,线程号仅仅在它所属的进程环境中有效。进程号用 pid_t 数据类型表示,是一个非负整数。线程号则用 pthread_t 数据类型来表示,Linux 使用无符号长整数表示。有的系统在实现 pthread_t 的时候,用一个结构体来表示,所以在可移植的操作系统实现不能把它做为整数处理。
线程的经常使用函数
1)获取线程号
所需头文件:
#include <pthread.h>
pthread_t pthread_self(void);
功能:
获取线程号。
參数:
无
返回值:
调用线程的线程 ID 。
2)线程号的比較
所需头文件:
#include <pthread.h>
int pthread_equal(pthread_t t1, pthread_t t2);
功能:
推断线程号 t1 和 t2 是否相等。
为了方便移植,尽量使用函数来比較线程 ID。
參数:
t1,t2:待推断的线程号。
返回值:
相等: 非 0
不相等:0
演示样例代码:
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <pthread.h>
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- pthread_t thread_id;
- thread_id = pthread_self(); // 返回调用线程的线程ID
- printf("Thread ID = %lu \n",thread_id);
- if( 0 != pthread_equal( thread_id, pthread_self() ) ){
- printf("Equal!\n");
- }else{
- printf("Not equal!\n");
- }
- return 0;
- }
线程函数的程序在 pthread 库中,故链接时要加上參数 -lpthread。
执行结果例如以下:
3)线程的创建
所需头文件:
#include <pthread.h>
int pthread_create( pthread_t *thread,
const pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine)(void *),
void *arg );
功能:
创建一个线程。
參数:
thread:线程标识符地址。
attr:线程属性结构体地址,通常设置为 NULL。
start_routine:线程函数的入口地址。
arg:传给线程函数的參数。
返回值:
成功:0
失败:非 0
pthread_create() 创建的线程从指定的回调函数開始执行,该函数执行完后,该线程也就退出了。
线程依赖进程存在的,共享进程的资源,假设创建线程的进程结束了。线程也就结束了。
演示样例一:
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <pthread.h>
- int var = 8;
- void *thread_1(void *arg)
- {
- while(1)
- {
- printf("this is my new thread1: var++\n");
- var++;
- sleep(1);
- }
- return NULL;
- }
- void *thread_2(void * arg)
- {
- while(1){
- printf("this is my new thread2: var = %d\n", var);
- sleep(1);
- }
- return NULL;
- }
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- pthread_t tid1,tid2;
- //创建两个线程
- pthread_create(&tid1, NULL, thread_1, NULL);
- pthread_create(&tid2, NULL, thread_2, NULL);
- while(1){
- printf("the main thread: var = %d\n", var);
- sleep(1);
- }
- return 0;
- }
执行结果例如以下:
演示样例二:
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <pthread.h>
- // 回调函数
- void *thread_fun(void * arg)
- {
- sleep(1);
- int num = *( (int *)arg );
- printf("int the new thread: num = %d\n", num);
- return NULL;
- }
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- pthread_t tid;
- int test = 100;
- // 创建线程, 把 &test 传给回调函数 thread_fun()
- pthread_create(&tid, NULL, thread_fun, (void *)&test);
- while(1);
- return 0;
- }
执行结果例如以下:
4)回收线程资源
所需头文件:
#include <pthread.h>
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
功能:
等待线程结束(此函数会堵塞),并回收线程资源,类似进程的 wait() 函数。假设线程已经结束。那么该函数会马上返回。
參数:
thread:被等待的线程号。
retval:用来存储线程退出状态的指针的地址。
返回值:
成功:0
失败:非 0
演示样例代码例如以下:
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <pthread.h>
- void *thead(void *arg)
- {
- static int num = 123; //静态变量
- printf("after 2 seceonds, thread will return\n");
- sleep(2);
- return #
- }
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- pthread_t tid;
- int ret = 0;
- void *value = NULL;
- // 创建线程
- ret = pthread_create(&tid, NULL, thead, NULL);
- if(ret != 0){ //创建失败
- perror("pthread_create");
- }
- // 等待线程号为 tid 的线程,假设此线程结束就回收其资源
- // &value保存线程退出的返回值
- pthread_join(tid, &value);
- printf("value = %d\n", *( (int *)value ) );
- return 0;
- }
执行结果例如以下:
创建一个线程后应回收其资源,但使用 pthread_join() 函数会使调用者堵塞,Linux 还提供了非堵塞函数 pthread_detach() 来回收线程的资源。
所需头文件:
#include <pthread.h>
int pthread_detach(pthread_t thread);
功能:
使调用线程与当前进程分离,分离后不代表此线程不依赖与当前进程,线程分离的目的是将线程资源的回收工作交由系统自己主动来完毕,也就是说当被分离的线程结束之后,系统会自己主动回收它的资源。所以。此函数不会堵塞。
參数:
thread:线程号。
返回值:
成功:0
失败:非 0
注意,调用 pthread_detach() 后再调用 pthread_join() , pthread_join() 会立刻返回,调用失败。
演示样例代码例如以下:
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <pthread.h>
- void *thead(void *arg)
- {
- int i;
- for(i=0; i<5; i++)
- {
- printf("I am runing\n");
- sleep(1);
- }
- return NULL;
- }
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- int ret = 0;
- pthread_t tid;
- ret = pthread_create(&tid, NULL, thead, NULL);
- if(ret!=0){
- perror("pthread_create");
- }
- pthread_detach(tid); // 线程分离。不堵塞
- // 立刻返回,调用失败
- int flag = pthread_join(tid, NULL);
- if(flag != 0){
- printf("join not working\n");
- }
- printf("after join\n");
- sleep(3);
- printf("I am leaving\n");
- return 0;
- }
执行结果例如以下:
5)线程退出
在进程中我们能够调用 exit() 函数或 _exit() 函数来结束进程。在一个线程中我们能够通过 pthread_exit() 在不终止整个进程的情况下停止它的控制流。
所需头文件:
#include <pthread.h>
void pthread_exit(void *retval);
功能:
退出调用线程。一个进程中的多个线程是共享该进程的数据段,因此。通常线程退出后所占用的资源并不会释放。
參数:
retval:存储线程退出状态的指针。
返回值:
无
演示样例代码例如以下:
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <pthread.h>
- void *thread(void *arg)
- {
- static int num = 123; //静态变量
- int i = 0;
- while(1)
- {
- printf("I am runing\n");
- sleep(1);
- i++;
- if(i==3)
- {
- pthread_exit( (void *)&num );
- // return #
- }
- }
- return NULL;
- }
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- int ret = 0;
- pthread_t tid;
- void *value = NULL;
- ret = pthread_create(&tid, NULL, thread, NULL);
- if(ret!=0){
- perror("pthread_create");
- }
- pthread_join(tid, &value);
- printf("value = %d\n", *(int *)value );
- return 0;
- }
执行结果例如以下:
本教程演示样例代码下载请点此链接。
转自:
多线程实现多任务