Linux多线程实践（二）线程基本API（POSIX）

        我们知道，进程在各自独立的地址空间中运行，进程之间共享数据需要用进程间通信机制，有些情况需要在一个进程中同时执行多个控制流程，这时候线程就派上了用场，比如实现一个图形界面的下载软件，一方面需要和用户交互，等待和处理用户的鼠标键盘事件，另一方面又需要同时下载多个文件，等待和处理从多个网络主机发来的数据，这些任务都需要一个“等待-处理”的循环，可以用多线程实现，一个线程专门负责与用户交互，另外几个线程每个线程负责和一个网络主机通信。

int pthread_create(pthread_t *restrict thread,  const pthread_attr_t *restrict attr,  void *(*start_routine)(void*), void *restrict arg);  

创建一个新的线程

参数

  thread:线程ID

  attr:设置线程的属性，一般设置为NULL表示使用默认属性

  start_routine:是个函数地址，线程启动后要执行的函数

  arg:传给线程启动函数的参数

返回值：成功返回0；失败返回错误码;

/** 实践: 新的错误检查与错误退出函数 **/  
inline void err_check(const std::string &msg, int retno)  
{  if (retno != 0)  err_exit(msg, retno);  
}  
inline void err_exit(const std::string &msg, int retno)  
{  std::cerr << msg << ": " << strerror(retno) << endl;  exit(EXIT_FAILURE);  
}  

void pthread_exit(void *value_ptr); 

value_ptr：value_ptr不要指向一个局部变量，因为当其它线程得到这个返回指针时线程函数已经退出了。
返回值：无返回值，跟进程一样，线程结束的时候无法返回到它的调用者（自身）

如果需要只终止某个线程而不终止整个进程，可以有三种方法：

1、从线程函数return。这种方法对主线程不适用，从main函数return相当于调用exit，而如果任意一个线程调用了exit或_exit，则整个进程的所有线程都终止。

2、一个线程可以调用pthread_cancel 终止同一进程中的另一个线程。

3、线程可以调用pthread_exit终止自己。

int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr);  

当pthread_create 中的 start_routine返回时，这个线程就退出了，其它线程可以调用pthread_join得到start_routine的返回值，类似于父进程调用wait(2)得到子进程的退出状态。

调用该函数的线程将挂起等待，直到id为thread的线程终止。thread线程以不同的方法终止，通过pthread_join得到的终止状态是不同的，总结如下：

1、如果thread线程通过return返回，value_ptr所指向的单元里存放的是thread线程函数的返回值。

2、如果thread线程被别的线程调用pthread_cancel异常终止掉，value_ptr所指向的单元里存放的是常数PTHREAD_CANCELED。

3、如果thread线程是自己调用pthread_exit终止的，value_ptr所指向的单元存放的是传给pthread_exit的参数。

如果对thread线程的终止状态不感兴趣，可以传NULL给value_ptr参数。

/** 示例: 等待线程退出 **/  
void *thread_rotine(void *args)  
{  for (int i = 0; i < 10; ++i)  {  printf("B");  fflush(stdout);  usleep(20);  }  pthread_exit(NULL);  
}  int main()  
{  pthread_t thread;  int ret = pthread_create(&thread, NULL, thread_rotine, NULL);  err_check("pthread_create", ret);  for (int i = 0; i < 10; ++i)  {  printf("A");  fflush(stdout);  usleep(20);  }  ret = pthread_join(thread, NULL);  err_check("pthread_join", ret);  putchar('\n');  return 0;  
}  

pthread_t pthread_self(void);  

在Linux上，pthread_t类型是一个地址值，属于同一进程的多个线程调用getpid(2)可以得到相同的进程号，而调用pthread_self(3)得到的线程号各不相同。线程id只在当前进程中保证是唯一的，在不同的系统中pthread_t这个类型有不同的实现，它可能是一个整数值，也可能是一个结构体，也可能是一个地址，所以不能简单地当成整数用printf打印。

/** 示例：主控线程与子线程传递数据 **/  
typedef struct _Student  
{  char name[20];  unsigned int age;  
} Student;  void *threadFunction(void *args)  
{  cout << "In Thread: " << pthread_self() << endl;  Student tmp = *(Student *)(args);  cout << "Name: " << tmp.name << endl;  cout << "Age: " << tmp.age << endl;  pthread_exit(NULL);  
}  int main()  
{  Student student = {"tach",22};  pthread_t thread;  //启动创建并启动线程  pthread_create(&thread,NULL,threadFunction,&student);  //等待线程结束  pthread_join(thread,NULL);  return 0;  
}  

int pthread_cancel(pthread_t thread);

pthread_detach

int pthread_detach(pthread_t thread);  

       一般情况下，线程终止后，其终止状态一直保留到其它线程调用pthread_join获取它的状态为止（僵线程）。但是线程也可以被置为detach状态，这样的线程一旦终止就立刻回收它占用的所有资源，而不保留终止状态。不能对一个已经处于detach状态的线程调用pthread_join，这样的调用将返回EINVAL。对一个尚未detach的线程调用pthread_join或pthread_detach都可以把该线程置为detach状态，也就是说，不能对同一线程调用两次pthread_join，或者如果已经对一个线程调用了pthread_detach就不能再调用pthread_join了。

这个函数既可以在主线程中调用，也可以在thread_function里面调用。

总结：进程　VS. 线程

/** 将并发echo server改造成多线程形式  **/
void echo_server(int clientSocket);  
void *thread_routine(void *arg);  
int main()  
{  int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);  if (sockfd == -1)  err_exit("socket error");  int optval = 1;  if (setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&optval,sizeof(optval)) == -1)  err_exit("setsockopt error");  struct sockaddr_in serverAddr;  serverAddr.sin_family = AF_INET;  serverAddr.sin_port = htons(8002);  serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;    //绑定本机的任意一个IP地址  if (bind(sockfd,(struct sockaddr *)&serverAddr,sizeof(serverAddr)) == -1)  err_exit("bind error");  if (listen(sockfd,SOMAXCONN) == -1)  err_exit("listen error");  while (true)  {  int peerSockfd = accept(sockfd, NULL, NULL);  if (peerSockfd == -1)  err_exit("accept error");  pthread_t tid;  /**注意: 下面这种用法可能会产生问题 当另一个连接快读快速到达, peerSockfd的内容更改, 新创建的线程尚未将该值取走时,线程读取的就不是 我们原来想让线程读取的值了 int ret = pthread_create(&tid, NULL, thread_routine, (void *)&peerSockfd); **/  //解决方案: 为每一个链接创建一块内存 ，注意之后要释放 int *p = new int(peerSockfd);  int ret = pthread_create(&tid, NULL, thread_routine, p);  if (ret != 0)  err_thread("pthread_create error", ret);  }  close(sockfd);  
} 

void *thread_routine(void *args)  
{  //将线程设置分离状态, 避免出现僵尸线程  pthread_detach(pthread_self());  int peerSockfd = *(int *)args;  //注意函数中指针取出之后记得将内存释放掉 delete (int *)args;  echo_server(peerSockfd);  cout << "thread " << pthread_self() << " exiting ..." << endl;  pthread_exit(NULL);  
}  
void echo_server(int clientSocket)  
{  char buf[BUFSIZ] = {0};  int readBytes;  while ((readBytes = read(clientSocket, buf, sizeof(buf))) >= 0)  {  if (readBytes == 0)  {  cerr << "client connect closed" << endl;  break;  }  if (write(clientSocket, buf, readBytes) == -1)  {  cerr << "server thread write error" << endl;  break;  }  cout << buf;  bzero(buf, sizeof(buf));  }  
}  

本文来自互联网用户投稿，文章观点仅代表作者本人，不代表本站立场，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处。 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请点击【内容举报】进行投诉反馈！