linux下C语言多线程编程实例.doc

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ｌiｎuｘ下C语言多线程编程实例2007年1１月29日　星期四10：３9学东西,往往实例才是最让人感兴趣的，老是学基础理论,不动手，感觉没有成就感，呵呵.ﻫ下面先来一个实例。我们通过创建两个线程来实现对一个数的递加。或许这个实例没有实际运用的价值，但是稍微改动一下，我们就可以用到其他地方去拉。ﻫﻫ下面是我们的代码：／＊thrｅad_exａmple。c:　ｃ　multiplethreadprogrａmmiｎg　inｌｉnux　＊aｕtｈor：ｆａlcoｎ*E—mail　：tunzｈj03＠sｔ.ｌzｕ．ｅdu．cn　＊/＃ｉnｃludｅ＜ｐthrｅad。ｈ＞＃ｉncｌude　〈ｓｔｄio.ｈ〉＃includｅ<ｓｙｓ／ｔime。h〉#inclｕde〈ｓtrinｇ．h〉#dｅfineMＡX10ptｈreａd_ｔ　threaｄ［2]；pthｒeａd_ｍutex_tmｕt;int　numbｅr=０，　i；voｉd＊thｒeaｄ１()｛　ｐrinｔf　（"thrｅad1：　I＇mｔhread1＼n")；　ｆor(i＝　０;ｉ　<ＭAＸ;ｉ+＋）　{　　　　　printf（”threaｄ1:nuｍber＝％d ＂,numbｅr）;　　　　　　ｐthreaｄ_mｕｔｅx_loｃk（＆mｕｔ）;　　　　numｂer++；　　ｐｔｈreａd＿mutｅx_uｎlock（＆ｍut);　　sleeｐ（2)；　｝　　pｒｉnｔf（"thｒead1：主函数在等我完成任务吗？ "）；　　pthreaｄ＿exit（NUＬＬ)；｝void＊thread２（)｛　　　prｉntf（”thread2：I’m　thｒead２＼n＂）；　　for　(ｉ＝　0；i＜　MＡX；i＋+)　　｛　　　　ｐｒｉnｔf(”threａｄ2　：numｂeｒ=％d ＂,numｂer）; 　　　ｐｔhread＿ｍutｅx_ｌｏck(＆ｍut）;　　　　　ｎumber++；　pｔhreaｄ_ｍｕｔex_unｌoｃｋ（&mut)；　　　　　　sｌeep（3）;　　　｝　　pｒintf（”thread2：主函数在等我完成任务吗？ｎ"）；　pthｒead_exit(NUＬＬ)；｝ｖoｉdｔhread_cｒeate(void)｛ｉnt　temp;　　　　mｅmsｅt（&tｈrｅaｄ,０，siｚｅof（threａd）);　　／/comｍent1　／*创建线程*/　　ｉf（（ｔemp=　pthread＿cｒeate(＆tｈreaｄ［0］,NUＬＬ，tｈreaｄ１，　NULL））　!＝０)　//comｍeｎｔ2　　　　priｎtf("线程１创建失败！ｎ＂）；else　　　　　printf("线程１被创建ｎ＂）;　　　　if(（ｔeｍp=ｐtｈread＿creaｔｅ（＆ｔｈｒead［1］,ＮULL,　thread2，NＵＬL））　！=0)／／coｍmeｎt3　　　prinｔf(＂线程2创建失败"）；　else　　　　　　prinｔf（"线程2被创建ｎ”）；｝voidｔhｒead＿wａit（vｏid）{　　　　／*等待线程结束*/　　if(ｔｈrｅad［0]！=０)｛　　　　//commｅnt4　　　　　　pｔｈrｅaｄ_join(thrｅaｄ［0］，NＵLＬ);　　　　pｒintf("线程１已经结束ｎ＂）；}　if(ｔｈread[1]　！=０）{　　　//coｍment５　　　　　　pthrｅad＿jｏin（ｔhｒeａd［１]，NULL）;　　　　　　prｉntf（"线程2已经结束 ”);　　}｝intmａｉn（)｛　　　/＊用默认属性初始化互斥锁＊/ 　　　pthreaｄ_muｔｅx_init（＆mｕt，NULL）;pｒiｎtf（"我是主函数哦，我正在创建线程，呵呵ｎ＂)；　　　ｔｈrｅaｄ＿cｒｅａte（）;pｒinｔf(”我是主函数哦，我正在等待线程完成任务阿，呵呵 ”）;　tｈreａd_wait（)；　return0；}ﻫ下面我们先来编译、执行一下ﻫﻫ引文:　ﻫfalcｏn@falcoｎ:～/pｒogrａm/c／codｅ/ftp＄　ｇcc－lpthread　—otｈreaｄ_exａmplethread_exａmpｌe．cﻫfａlcoｎ＠falｃon：～/program/c/ｃode／ftp＄　。/ｔｈｒead_ｅxａmple我是主函数哦，我正在创建线程,呵呵线程1被创建ﻫ线程2被创建我是主函数哦，我正在等待线程完成任务阿，呵呵ｔｈｒeａd1：I＇m　thread　１ﻫthread１　:　nｕｍber＝　0tｈｒeａd2：Ｉ’m　ｔｈｒead2ﻫthreａd2：nｕｍber　＝1ﻫthread1:number　=2ﻫthread２:nuｍbｅr=３thread1:nｕmbｅr　=４ｔhｒeaｄ2　:nuｍbeｒ=５thrｅad1:ｎuｍber=　6ﻫthｒeaｄ1　:　nuｍber=7ｔhread2：number=８ﻫtｈreaｄ1　：numｂer＝9ｔhread2:number=１0ﻫtｈreａd1：主函数在等我完成任务吗?线程1已经结束ﻫthrｅad2：主函数在等我完成任务吗?ﻫ线程2已经结束实例代码里头的注释应该比较清楚了吧，下面我把网路上介绍上面涉及到的几个函数和变量给引用过来。ﻫ引文:ﻫ线程相关操作ﻫ一pthreaｄ_tﻫpthrｅaｄ_t在头文件／usｒ/ｉnｃlude／ｂitｓ/pthreadtｙpes．h中定义:ﻫtyｐｅdefunsignedlｏngintpｔhrｅaｄ_ｔ；它是一个线程的标识符。ﻫ二pｔhreａd_creatｅﻫﻫ函数pthread_creatｅ用来创建一个线程，它的原型为：　extern　intｐthrｅaｄ_crｅａte__P　（(ptｈｒｅaｄ_t＊__thｒeａd,_＿constpｔhrｅａd_attr_t＊＿_attr,ﻫ　ｖoｉd　＊（*__sｔarｔ_routｉne）（void＊),void*__arg）); 第一个参数为指向线程标识符的指针，第二个参数用来设置线程属性，第三个参数是线程运行函数的起始地址,最后一个参数是运行函数的参数.这里,我们的函数tｈrｅad不需要参数,所以最后一个参数设为空指针。第二个参数我们也设为空指针,这样将生成默认属性的线程。对线程属性的设定和修改我们将在下一节阐述。当创建线程成功时,函数返回０，若不为０则说明创建线程失败,常见的错误返回代码为ＥＡGAIN和EINVAL.前者表示系统限制创建新的线程，例如线程数目过多了；后者表示第二个参数代表的线程属性值非法。创建线程成功后，新创建的线程则运行参数三和参数四确定的函数,原来的线程则继续运行下一行代码.三pｔhｒｅad_ｊoinpthrｅad_exitﻫ　ﻫ函数pthrｅaｄ_ｊoin用来等待一个线程的结束。函数原型为:　externｉｎtpthreａｄ_join__P(（pｔhread_t　＿_th，vｏｉd**__thｒeaｄ_ｒｅtｕｒｎ））；　第一个参数为被等待的线程标识符，第二个参数为一个用户定义的指针,它可以用来存储被等待线程的返回值。这个函数是一个线程阻塞的函数，调用它的函数将一直等待到被等待的线程结束为止,当函数返回时，被等待线程的资源被收回。一个线程的结束有两种途径,一种是象我们上面的例子一样,函数结束了，调用它的线程也就结束了;另一种方式是通过函数pthreａd_eｘit来实现。它的函数原型为：　eｘterｎvoid　pｔhread_eｘit_＿P　((void　*__retvａｌ)）＿_atｔｒibuｔe__　（（＿_noreturn__）)；　唯一的参数是函数的返回代码，只要pｔｈread_ｊｏｉn中的第二个参数threａd_return不是NULL，这个值将被传递给thread＿ｒetｕｒn。最后要说明的是，一个线程不能被多个线程等待,否则第一个接收到信号的线程成功返回,其余调用pｔhreａd_ｊｏｉn的线程则返回错误代码ESRCH。　在这一节里,我们编写了一个最简单的线程，并掌握了最常用的三个函数ｐthrｅad_create，ｐthrｅad_ｊoiｎ和pthread_exｉt。下面，我们来了解线程的一些常用属性以及如何设置这些属性。ﻫ互斥锁相关ﻫﻫ互斥锁用来保证一段时间内只有一个线程在执行一段代码。ﻫﻫ一pthｒead＿mｕteｘ_inｉtﻫ函数ｐｔhrｅad_muｔex_iniｔ用来生成一个互斥锁。NUＬL参数表明使用默认属性。如果需要声明特定属性的互斥锁,须调用函数pthreａd_mutｅxattｒ_ｉnit。函数pthｒead_ｍｕtexattr_setpshared和函数　pｔhread_mｕteｘattr_sｅｔｔype用来设置互斥锁属性.前一个函数设置属性psｈared,它有两个取值，ＰTＨREＡD_PROCＥSＳ_PＲIVAＴＥ和PTHＲEＡD_ＰＲOCESS_SHAＲEＤ.前者用来不同进程中的线程同步，后者用于同步本进程的不同线程。在上面的例子中，我们使用的是默认属性PTHRＥAD_PROCESS_　PRIＶAＴＥ.后者用来设置互斥锁类型，可选的类型有ＰＴHREＡD_ＭUTEX_NＯRＭAL、PTHRＥAD_MUTEX＿ERRＯRCHＥCK、　ＰTHＲEＡD＿MUTEX_RECURＳIVE和PTHREＡD_MUTEX_DEFAＵLT。它们分别定义了不同的上所、解锁机制，一般情况下，选用最后一个默认属性。ﻫ二ｐthrｅａd_mｕtex_lock　ptｈｒｅaｄ_mｕtex_unloｃk　pthｒead_deｌａy_npﻫﻫ　pthrｅad_ｍuｔex_lｏck声明开始用互斥锁上锁，此后的代码直至调用pｔｈｒeａd_muｔeｘ_unlock为止，均被上锁,即同一时间只能被一个线程调用执行。当一个线程执行到pthrｅad_ｍutｅx_locｋ处时，如果该锁此时被另一个线程使用，那此线程被阻塞,即程序将等待到另一个线程释放此互斥锁。ﻫﻫ注意：ﻫ１ 需要说明的是，上面的两处sleｅｐ不光是为了演示的需要，也是为了让线程睡眠一段时间，让线程释放互斥锁，等待另一个线程使用此锁。下面的参考资料1里头说明了该问题。但是在lｉnuｘ下好像没有ｐthrｅaｄ_ｄeｌay_ｎp那个函数(我试了一下,提示没有定义该函数的引用）,所以我用了ｓleeｐ来代替，不过参考资料２中给出另一种方法,好像是通过ｐthread_cｏnd_timeｄｗａit来代替,里头给出了一种实现的办法。ﻫ2请千万要注意里头的注释ｃｏmｍenｔ１-5,那是我花了几个小时才找出的问题所在。如果没有ｃommenｔ1和ｃommｅnｔ4，ｃommｅnt5，将导致在ptｈread_jｏiｎ的时候出现段错误，另外,上面的comｍent2和ｃommeｎt3是根源所在，所以千万要记得写全代码。因为上面的线程可能没有创建成功，导致下面不可能等到那个线程结束,而在用pｔhread_joｉn的时候出现段错误（访问了未知的内存区）。另外，在使用memset的时候，需要包含stｒing．h头文件哦参考资料:ﻫﻫ1。Lｉnuｘ下的多线程编程ﻫ２。pｔhrｅad_delａy_ｎp（这里头有个关于posix条件变量的例子）ﻫﻫ3。ｐthread_joｉn和段错误(非常感谢这里头的哥们，千万要看哦）ﻫ４。posiｘ线程编程指南［学习linuｘ下多线程，不看这个你会后悔的］http：//www。ｌinｕxforｕm。ｎet/ｆｏｒuｍ/shｏwfｌat。pｈp？Cat=＆Ｂoaｒd=program&Numbｅr＝2９4０73＆page=0＆viｅｗ＝collａｐsed＆sb=5&o=7＆fｐａrt=ｈｔtｐ://www。bczs．net/xml/２00５/11/5/43７４1８8.xmlhｔtp：／/bbs．ｃhinaｕnix。ｎet/arcｈiｖer/?ｔｉd-584593.htｍlhttp：／/linux．ｃhinaunix。nｅt/ｄoc/pｒoｇｒam／200１-０8—11/６４2．shtml