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隨著計算機科學技術的不斷發(fā)展，多線程技術逐漸成為程序設計中不可或缺的一部分。而Linux作為一種開源的操作系統(tǒng)，其中的pthread多線程技術更是被廣泛應用于大大小小的項目中。本文將深入探究Linux中的pthread多線程技術，并從以下三個方面詳細介紹：線程的創(chuàng)建與銷毀、線程同步、線程通信。
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一、線程的創(chuàng)建與銷毀
在Linux中，創(chuàng)建線程的方法十分簡單，只需要使用pthread_create()函數即可。
pthread_create()函數的聲明如下：
`int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);`
這個函數有四個參數，分別如下：
– **thread**：是指向pthread_t類型的指針，用來存儲新線程的ID。
– **attr**：是指向pthread_attr_t類型的指針，它用來設置新線程的屬性。
– **start_routine**：是一個指向函數的指針，它代表新線程所要執(zhí)行的函數。
– **arg**：是一個指針，在新線程啟動后作為參數傳遞給start_routine函數。
一個簡單的創(chuàng)建線程的示例代碼如下：
“`
#include
#include
void *myThread(void *arg)
{
printf(“This is myThread!\n”);
pthread_exit(NULL);
}
int mn()
{
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, myThread, NULL);
printf(“This is mn thread!\n”);
pthread_exit(NULL);
}
“`
在上面的代碼中，我們創(chuàng)建了一個名為myThread的函數，它被用作新線程執(zhí)行函數的入口點。然后在主函數中，我們使用pthread_create()函數創(chuàng)建了一個名為tid的線程，并將myThread函數作為新線程的入口點。最后我們用pthread_exit()函數來結束程序，并等待所有線程退出。
線程的銷毀也非常簡單，只需要使用pthread_exit()函數即可。這個函數的作用是結束當前線程，并將返回值傳遞給父線程。
二、線程同步
線程同步是一個十分重要的概念，它指的是確保多個線程在某一時刻執(zhí)行的順序是被正確安排的。在Linux中，有許多技術可以用于線程同步，比如互斥鎖、信號量、條件變量等等。
1、互斥鎖
互斥鎖是線程同步中最常用的技術之一。它可以確保一段關鍵代碼在任意時刻只能有一個線程在執(zhí)行，從而確保了代碼的正確性。
在Linux中，互斥鎖使用pthread_mutex_t結構體來表示。pthread_mutex_lock()函數可以鎖住互斥鎖，而pthread_mutex_unlock()函數則可以釋放它。
一個簡單的互斥鎖示例代碼如下：
“`
#include
#include
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
int count = 0;
void *myThread(void *arg)
{
for(int i=0; i
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
count++;
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
pthread_exit(NULL);
}
int mn()
{
pthread_t tid1, tid2;
pthread_create(&tid1, NULL, myThread, NULL);
pthread_create(&tid2, NULL, myThread, NULL);
pthread_join(tid1, NULL);
pthread_join(tid2, NULL);
printf(“count = %d\n”, count);
pthread_exit(NULL);
}
“`
在上面的代碼中，我們定義了一個名為mutex的互斥鎖，并將它初始化為PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER。在myThread函數中，我們使用互斥鎖來確保count變量的安全訪問。我們使用pthread_join()函數來等待兩個線程退出，并打印出count的值。
2、信號量
信號量是另一種用于線程同步的技術。它可以用來控制對共享資源的訪問，從而確保線程之間的正確協(xié)調。
在Linux中，信號量使用sem_t結構體來表示。sem_wt()函數可以鎖住信號量，sem_post()函數則可以釋放它。
一個簡單的信號量示例代碼如下：
“`
#include
#include
#include
sem_t sem;
int count = 0;
void *myThread(void *arg)
{
for(int i=0; i
{
sem_wt(&sem);
count++;
sem_post(&sem);
}
pthread_exit(NULL);
}
int mn()
{
sem_init(&sem, 0, 1);
pthread_t tid1, tid2;
pthread_create(&tid1, NULL, myThread, NULL);
pthread_create(&tid2, NULL, myThread, NULL);
pthread_join(tid1, NULL);
pthread_join(tid2, NULL);
printf(“count = %d\n”, count);
pthread_exit(NULL);
}
“`
在上面的代碼中，我們使用sem_init()函數初始化了一個名為sem的信號量。在myThread函數中，我們使用信號量來確保count變量的安全訪問。我們使用pthread_join()函數來等待兩個線程退出，并打印出count的值。
3、條件變量
條件變量是另一種用于線程同步的技術。它可以讓線程在特定的條件下等待或被喚醒，從而達到線程之間相互通信的目的。
在Linux中，條件變量使用pthread_cond_t結構體來表示。pthread_cond_wt()函數可以讓線程在條件變量上等待，pthread_cond_signal()函數則可以喚醒它。
一個簡單的條件變量示例代碼如下：
“`
#include
#include
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
int flag = 0;
void *thread1(void *arg)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
flag = 1;
pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
pthread_exit(NULL);
}
void *thread2(void *arg)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
while(flag == 0)
{
pthread_cond_wt(&cond, &mutex);
}
printf(“Thread2\n”);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
pthread_exit(NULL);
}
int mn()
{
pthread_t tid1, tid2;
pthread_create(&tid1, NULL, thread1, NULL);
pthread_create(&tid2, NULL, thread2, NULL);
pthread_join(tid1, NULL);
pthread_join(tid2, NULL);
pthread_exit(NULL);
}
“`
在上面的代碼中，我們創(chuàng)建了兩個線程，分別執(zhí)行thread1和thread2函數。在thread1函數中，我們將flag變量設置為1，并通過調用pthread_cond_signal()函數喚醒在條件變量上等待的線程。在thread2函數中，我們循環(huán)等待flag變量被設置為1，并打印出”Thread2″。
三、線程通信
線程通信是指通過某種機制，使得一個線程可以向另一個線程傳遞數據或信息。在Linux中，常常使用共享內存、消息隊列等技術來實現線程通信。
1、共享內存
共享內存是一種允許多個線程共享內存區(qū)域的技術。在Linux中，可以使用shm_open()函數和mmap()函數來創(chuàng)建和映射共享內存區(qū)域。
一個簡單的共享內存示例代碼如下：
“`
#include
#include
#include
#include
#include
int mn()
{
const char *name = “/shmtest”;
const int SIZE = 4096;
int shm_fd;
void *ptr;
shm_fd = shm_open(name, O_CREAT | O_RDWR, 0666);
ftruncate(shm_fd, SIZE);
ptr = mmap(0, SIZE, PROT_WRITE, MAP_SHARED, shm_fd, 0);
sprintf((char *)ptr, “Hello, world!”);
printf(“%s\n”, (char *)ptr);
munmap(ptr, SIZE);
shm_unlink(name);
return 0;
}
“`
在上面的代碼中，我們創(chuàng)建了一個名為”/shmtest”的共享內存區(qū)域，并將它映射到了內存空間中。然后我們向共享內存區(qū)域寫入了一些數據，并打印出來。最后我們釋放了共享內存，并刪除了它。
2、消息隊列
消息隊列是另一種用于線程通信的技術。它可以讓一個線程向另一個線程發(fā)送消息，從而實現線程之間的數據交換。
在Linux中，可以使用msgget()函數、msgsnd()函數和msgrcv()函數來創(chuàng)建和使用消息隊列。
一個簡單的消息隊列示例代碼如下：
“`
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
struct msgbuf
{
long mtype;
char mtext[128];
};
int mn()
{
key_t key;
int msgid;
struct msgbuf buf;
key = ftok(“/tmp/msg.temp”, 1);
msgid = msgget(key, 0666 | IPC_CREAT);
buf.mtype = 1;
strncpy(buf.mtext, “Hello, world!”, sizeof(buf.mtext));
msgsnd(msgid, &buf, sizeof(buf.mtext), 0);
msgrcv(msgid, &buf, sizeof(buf.mtext), 1, 0);
printf(“%s\n”, buf.mtext);
msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL);
return 0;
}
“`
在上面的代碼中，我們創(chuàng)建了一個名為”/tmp/msg.temp”的key，并使用ftok()函數將它轉換成key_t類型。然后我們使用msgget()函數創(chuàng)建了一個消息隊列，將一條消息發(fā)送到隊列中，并從隊列中接收一條消息并打印出來。最后我們通過msgctl()函數刪除了這個消息隊列。
相關問題拓展閱讀：
- LINUX 的pthread_sigmask含義
- linux下線程pthread編譯時為什么要加lpthread
LINUX 的pthread_sigmask含義
是的。
pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &newmask, &oldmask)這句話代表線程理睬newmask和oldmask信號集面信號。
一個進程的信號屏蔽字規(guī)定了當前阻塞而不能搭指如遞送給該進程的信號知啟集。
當前的信號屏蔽字會由oldmask指針返回。
參數：SIG_BLOCK 表示 該進程新的信號屏蔽字是其當前逗拍信號屏蔽字和set指向信號集的并集。newmask中包含了我們希望阻塞的附加信號。
linux下線程pthread編譯時為什么要加lpthread
shibixiao | 六級
lpthread是表示要連接到pthread的庫是這讓脊里省略的lib，你應該可以找到共享庫libpthread.so的兆滑蔽
因為pthread編程用到的函數在pthread庫里族州面，就像你使用pow等數學計算函數，需要用到math.h
需要 -lm
lpthread是表模顫示要連接到pthread的庫是這里省略信搭的lib，你應該可以找到共享旦坦敗庫libpthread.so的
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本文標題：深入探究：linux中的pthread多線程技術(linux里-pthread)
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