Linux：執行緒&執行緒建立&執行緒終止
阿新 • • 發佈：2019-01-29
執行緒
1.是作業系統能夠進行排程的最小單位
2.執行緒被包含在程序之中，是程序中的實際運作單位
3.一個執行緒指的是程序中一個單一順序的控制流
4.一個程序可以併發多個執行緒，每個執行緒執行不同的任務
比如四個人在一個房子裡打麻將，建立一個新程序就相當於是在開一個房間，而建立一個新執行緒是在原有的房間中增加一個人而已
執行緒的優點
1.建立一個新的執行緒的代價要比建立一個新程序的代價小得多
2.與程序之間的切換相比，執行緒之間的切換需要作業系統做的工作要少很多
3.執行緒佔有的資源要比程序少
4.執行緒之間共享資料更容易（執行緒是在一個房間中，所以相互通訊比較容易，而程序之間通話需要跑到另一個房間）
執行緒的缺點
1.編碼/除錯難度提高
因為執行緒之間誰先執行不確定，在一個是共享資源的問題
2.缺乏訪問控制
一個執行緒崩潰，會導致整個程序都異常終止，一個執行緒中呼叫某些函式，會影響整個程序
程序與執行緒的區別
1.程序：程序（或者任務）是資源分配的基本單位
2.執行緒：執行緒（或者輕量級程序）是排程/執行的基本單位
3.執行緒執行在程序中
4.一個程序至少都有一個執行緒程序與執行緒中函式的對比
為什麼執行緒/程序數不是越多越好？
1.執行緒/程序數目達到一定程度時，就不會再提高程式的執行效率了
2.執行緒/程序數目過多可能會導致程序異常終止
3.執行緒/程序數目過多可能會導致執行緒安全問題（執行緒安全：多個執行緒競爭同一資源）
執行緒建立
pthread_create
功能：建立一個新的執行緒
標頭檔案：#include<pthread.h>原型：
int pthread_create( pthread_t *pthread,
const pthread_attr_t*attr,
void*(*start_routine)(void*),
void *arg )
引數說明：
thread:返回執行緒ID，此引數是一個輸出型引數
（返回的是新建立的執行緒的ID）
attr：設定執行緒的屬性，attr為NULL表示使用預設屬性（一般設為NULL）
（設定的是新執行緒的屬性）
start_routine:是個函式地址，執行緒啟動後需要執行的函式
（這是一個函式指標，指向執行緒的入口函式）
arg:傳給執行緒啟動函式的引數
返回值：成功返回0，失敗返回錯誤碼
執行緒被建立後，並不能保證那個執行緒先執行，新建立的執行緒和呼叫執行緒的執行順序不確定，由作業系統進行排程
示例
1.建立一個執行緒
程式碼：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
void*ThreadEntry(void*arg)
{
(void)arg;
printf("I am thread\n");
}
int main()
{
pthread_t tid;
int ret=0;
ret=pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
if(ret!=0)
{
perror("pthread_create");
exit(1);
}
printf("I am main\n");
sleep(1);
//讓主執行緒睡眠1秒，是為了不讓此執行緒跑的太快使整個程序結束
//如果主執行緒跑的太快，新建立的執行緒還沒來的及執行，整個程序就已經結束了
return 0;
}
執行結果：
2.使用死迴圈來建立執行緒（死迴圈是為了防止主執行緒跑的太快，而使新建立的執行緒沒有機會執行，讓它迴圈多次相當於是等待新執行緒啟動和執行）
程式碼：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
void*ThreadEntry(void*arg)
{
(void)arg;
while(1)
{
printf("I am thread,%1x\n",pthread_self());
sleep(1);
}
}
int main()
{
int ret=0;
pthread_t tid;
ret=pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
if(ret!=0)
{
perror("pthread_create");
exit(1);
}
while(1)
{
printf("I am main,%1x\n",pthread_self());
sleep(1);
}
return 0;
}pthread_self()是得到當前執行緒的ID
執行緒建立函式在libpthread.so庫中，所以在編譯時需要將該庫匯入，命令如下：
例如編譯create.c
gcc create.c -lpthread
就是說在編譯時需要加上"-lpthread"
執行結果：
執行緒終止
如果需要終止某個執行緒，而不終止整個程序，有以下三種方法：
1.從需要終止的執行緒函式中
直接return
ps：這種方法對主執行緒不適用，因為從main函式return相當於呼叫exit，會使main函式直接退出
2.需要終止的執行緒可以呼叫pthread_exit()來終止自己
3.一個執行緒可以呼叫pthread_cancel來終止同一程序中的其他執行緒
pthread_exit()
1.功能：終止執行緒
2.原型：
void pthread_exit(void *value_ptr)
引數說明：
value_ptr:不要指向一個區域性變數
3.返回值：
無返回值
pthread_cancel()
1.功能：取消一個執行中的執行緒
2.原型：
int pthread_cancel(pthread_t thread)
引數說明：
thread:需要取消的執行緒的ID
3.返回值：
成功返回0，失敗返回錯誤碼
1.直接return
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
void*ThreadEntry(void*arg)
{
int count=0;
(void)arg;
while(1)
{
++count;
if(count>=5)
return NULL;
printf("I am thread,%1x\n",pthread_self());
sleep(1);
}
}
int main()
{
int ret=0;
pthread_t tid;
ret= pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
if(ret!=0)
{
perror("pthread_create");
exit(1);
}
while(1)
{
printf("I am main,%1x\n",pthread_self());
sleep(1);
}
return 0;
}執行結果：
2.呼叫pthread_exit()
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<pthread.h>
void*ThreadEntry(void *arg)
{
int count=0;
(void)arg;
while(1)
{
++count;
if(count>=7)
pthread_exit(NULL);
printf("I am thread\n");
sleep(1);
}
}
int main()
{
int ret=0;
pthread_t tid;
ret=pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
if(ret!=0)
{
perror("ptherad_create");
exit(1);
}
while(1)
{
printf("I am main\n");
sleep(1);
}
return 0;
}
執行結果：
3.呼叫pthread_cancel()
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<pthread.h>
void *ThreadEntry(void*arg)
{
(void)arg;
while(1)
{
printf("I am thread\n");
sleep(1);
}
}
int main()
{
int ret=0;
int count=0;
pthread_t tid;
ret=pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
if(ret!=0)
{
perror("pthread_create");
exit(1);
}
while(1)
{
++count;
if(count>10)
pthread_cancel(tid);
printf("I am main\n");
sleep(1);
}
return 0;
}執行結果：
pthread_exit或者return返回的指標所指向的記憶體單元必須是全域性的或者是用manlloc分配的，不能線上程函式的棧上分配，因為當其它執行緒得到這個返回指標時執行緒函式就已經退出了
示例
1.return返回執行緒函式棧上分配的變數
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
void*ThreadEntry(void*arg)
{
(void)arg;
int a=10;
int *p=&a;
printf("I am thread\n");
return (void*)p;
}
int main()
{
pthread_t tid;
void*ret;
int thread=0;
thread=pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
if(thread!=0)
{
perror("pthread_create");
exit(1);
}
printf("I am main\n");
pthread_join(tid,&ret);
printf("ret=%d\n",*(int*)ret);
return 0;
}
2.pthread_exit中的引數是執行緒函式在棧上分配的
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
void*ThreadEntry(void*arg)
{
(void)arg;
int count=0;
int a=10;
int *p=&a;
while(1)
{
++count;
if(count>=5)
pthread_exit(p);
printf("I am thread\n");
sleep(1);
}
}
int main()
{
pthread_t tid;
void*ret;
int thread=0;
thread=pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
if(thread!=0)
{
perror("pthread_create");
exit(1);
}
printf("I am main\n");
pthread_join(tid,&ret);
printf("ret=%d\n",*(int*)ret);
return 0;
}
malloc分配
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
void*ThreadEntry(void*arg)
{
(void)arg;
int count=0;
int *p=(int*)malloc(sizeof(int));
*p=10;
while(1)
{
++count;
if(count>=5)
pthread_exit(p);
printf("I am thread\n");
sleep(1);
}
}
int main()
{
pthread_t tid;
void*ret;
int thread=0;
thread=pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
if(thread!=0)
{
perror("pthread_create");
exit(1);
}
printf("I am main\n");
pthread_join(tid,&ret);
printf("ret=%d\n",*(int*)ret);
free(ret);//malloc後記得釋放
return 0;
}
全域性變數
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
int a=20;
void*ThreadEntry(void*arg)
{
(void)arg;
int count=0;
int*p=&a;
while(1)
{
++count;
if(count>=5)
pthread_exit(p);
printf("I am thread\n");
sleep(1);
}
}
int main()
{
pthread_t tid;
void*ret;
int thread=0;
thread=pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
if(thread!=0)
{
perror("pthread_create");
exit(1);
}
printf("I am main\n");
pthread_join(tid,&ret);
printf("ret=%d\n",*(int*)ret);
return 0;
}
