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:

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:

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 &num;
}
} 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。

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