C++ 多執行緒
C++ 多執行緒
多執行緒是多工處理的一種特殊形式,多工處理允許讓電腦同時執行兩個或兩個以上的程式。一般情況下,兩種型別的多工處理:基於程序和基於執行緒。
- 基於程序的多工處理是程式的併發執行。
- 基於執行緒的多工處理是同一程式的片段的併發執行。
多執行緒程式包含可以同時執行的兩個或多個部分。這樣的程式中的每個部分稱為一個執行緒,每個執行緒定義了一個單獨的執行路徑。
本教程假設您使用的是 Linux 作業系統,我們要使用 POSIX 編寫多執行緒 C++ 程式。POSIX Threads 或 Pthreads 提供的 API 可在多種類 Unix POSIX 系統上可用,比如 FreeBSD、NetBSD、GNU/Linux、Mac OS X 和 Solaris。
建立執行緒
下面的程式,我們可以用它來建立一個 POSIX 執行緒:
#include <pthread.h> pthread_create (thread, attr, start_routine, arg)
在這裡,pthread_create 建立一個新的執行緒,並讓它可執行。下面是關於引數的說明:
引數 | 描述 |
---|---|
thread | 指向執行緒識別符號指標。 |
attr | 一個不透明的屬性物件,可以被用來設定執行緒屬性。您可以指定執行緒屬性物件,也可以使用預設值 NULL。 |
start_routine | 執行緒執行函式起始地址,一旦執行緒被建立就會執行。 |
arg | 執行函式的引數。它必須通過把引用作為指標強制轉換為 void 型別進行傳遞。如果沒有傳遞引數,則使用 NULL。 |
建立執行緒成功時,函式返回 0,若返回值不為 0 則說明建立執行緒失敗。
終止執行緒
使用下面的程式,我們可以用它來終止一個 POSIX 執行緒:
#include <pthread.h> pthread_exit (status)
在這裡,pthread_exit 用於顯式地退出一個執行緒。通常情況下,pthread_exit() 函式是線上程完成工作後無需繼續存在時被呼叫。
如果 main() 是在它所建立的執行緒之前結束,並通過 pthread_exit() 退出,那麼其他執行緒將繼續執行。否則,它們將在 main() 結束時自動被終止。
例項
以下簡單的例項程式碼使用 pthread_create() 函式建立了 5 個執行緒,每個執行緒輸出"Hello itread01!":
例項
使用 -lpthread 庫編譯下面的程式:
$ g++ test.cpp -lpthread -o test.o
現在,執行程式,將產生下列結果:
$ ./test.o Hello itread01! Hello itread01! Hello itread01! Hello itread01! Hello itread01!
以下簡單的例項程式碼使用 pthread_create() 函式建立了 5 個執行緒,並接收傳入的引數。每個執行緒列印一個 "Hello itread01!" 訊息,並輸出接收的引數,然後呼叫 pthread_exit() 終止執行緒。
例項
現在編譯並執行程式,將產生下列結果:
$ g++ test.cpp -lpthread -o test.o $ ./test.o main() : 建立執行緒, 0 main() : 建立執行緒, 1 Hello itread01! 執行緒 ID, 0 main() : 建立執行緒, Hello itread01! 執行緒 ID, 21 main() : 建立執行緒, 3 Hello itread01! 執行緒 ID, 2 main() : 建立執行緒, 4 Hello itread01! 執行緒 ID, 3 Hello itread01! 執行緒 ID, 4
向執行緒傳遞引數
這個例項演示瞭如何通過結構傳遞多個引數。您可以線上程回撥中傳遞任意的資料型別,因為它指向 void,如下面的例項所示:
例項
當上面的程式碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:
$ g++ -Wno-write-strings test.cpp -lpthread -o test.o $ ./test.o main() : creating thread, 0 main() : creating thread, 1 Thread ID : 0 Message : This is message main() : creating thread, Thread ID : 21 Message : This is message main() : creating thread, 3 Thread ID : 2 Message : This is message main() : creating thread, 4 Thread ID : 3 Message : This is message Thread ID : 4 Message : This is message
連線和分離執行緒
我們可以使用以下兩個函式來連線或分離執行緒:
pthread_join (threadid, status) pthread_detach (threadid)
pthread_join() 子程式阻礙呼叫程式,直到指定的 threadid 執行緒終止為止。當建立一個執行緒時,它的某個屬性會定義它是否是可連線的(joinable)或可分離的(detached)。只有建立時定義為可連線的執行緒才可以被連線。如果執行緒建立時被定義為可分離的,則它永遠也不能被連線。
這個例項演示瞭如何使用 pthread_join() 函式來等待執行緒的完成。
例項
當上面的程式碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:
main() : creating thread, 0 main() : creating thread, 1 main() : creating thread, 2 main() : creating thread, 3 main() : creating thread, 4 Sleeping in thread Thread with id : 4 ...exiting Sleeping in thread Thread with id : 3 ...exiting Sleeping in thread Thread with id : 2 ...exiting Sleeping in thread Thread with id : 1 ...exiting Sleeping in thread Thread with id : 0 ...exiting Main: completed thread id :0 exiting with status :0 Main: completed thread id :1 exiting with status :0 Main: completed thread id :2 exiting with status :0 Main: completed thread id :3 exiting with status :0 Main: completed thread id :4 exiting with status :0 Main: program exiting.
更多例項參考:http://www.itread01.com/w3cnote/cpp-multithread-demo.html