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Linux下C语言多线程(第二篇)线程互斥pthread

时间:2024-03-04 16:29:02

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Linux下C语言多线程(第二篇)线程互斥pthread

面先来一个实例来感受下Linux下C语言多线程编程的乐趣!我们通过创建两个线程来实现对一个数的递加。先不去理会代码的含义,我们先运行linux,在其中编写我们的第一个C语言多线程程序。

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#include

#include

#include

#include

#defineMAX10

pthread_tthread[2];

pthread_mutex_tmut;

intnumber=0,i;

void*thread1()

{

printf("thread1:I"mthread1\n");

for(i=0;i

{

printf("thread1:number=%d\n",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?\n");

pthread_exit(NULL);

}

void*thread2()

{

printf("thread2:I"mthread2\n");

for(i=0;i

{

printf("thread2:number=%d\n",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)

{

inttemp;

memset(&thread,0,sizeof(thread));

/*创建线程*/

if((temp=pthread_create(&thread[0],NULL,thread1,NULL)))

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)))

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){

pthread_join(thread[0],NULL);

printf("线程1已经结束\n");

}

if(thread[1]!=0){

pthread_join(thread[1],NULL);

printf("线程2已经结束\n");

}

}

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\n");

thread_wait();

return0;

}

其运行结果如下:

我是主函数哦,我正在创建线程,呵呵

thread1 : I"m thread 1

thread1 : number = 0

线程1被创建

thread2 : I"m thread 2

thread2 : number = 1

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 : number = 2

thread2 : number = 3

thread1 : number = 4

thread2 : number = 5

thread1 : number = 6

thread1 : number = 7

thread2 : number = 8

thread1 : number = 9

thread2 : number = 10

thread1 :主函数在等我完成任务吗?

线程1已经结束

thread2 :主函数在等我完成任务吗?

线程2已经结束

下面我简单地介绍下上面涉及到的几个函数和变量,对其的详细讨论我将会在后续的章节中陆续张开。

线程的操作

一pthread_t

pthread_t 在头文件/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定义:

typedef unsigned long int pthread_t; 它是一个线程的标识符。

二 pthread_create

函数pthread_create用来创建一个线程,它的原型为:

extern int pthread_create __P ((pthread_t *__thread, __const pthread_attr_t *__attr,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_join 和pthread_exit

函数pthread_join用来等待一个线程的结束。函数原型为:

extern int pthread_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:

extern void 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。

互斥锁相关

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。

一 pthread_mutex_init

函数pthread_mutex_init用来生成一个互斥锁。函数原型为:

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict_mutex,const pthread_mutextattr_t *restrict attr);

如果需要声明特定属性的互斥锁,须调用函数 pthread_mutexattr_init()。NULL参数表明使用默认属性。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。第二个函数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。

二 pthread_mutex_lock和pthread_mutex_unlock

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。

注意:

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。

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