linux下c語言多線程編程執行個體

linux下C語言多線程編程執行個體

2007年11月29日 星期四 10:39

學東西，往往執行個體才是最讓人感興趣的，老是學基礎理論，不動手，感覺沒有成就感，呵呵。 下面先來一個執行個體。我們通過建立兩個線程來實現對一個數的遞加。 或許這個執行個體沒有實際運用的價值，但是稍微改動一下，我們就可以用到其他地方去拉。 下面是我們的代碼： /*thread_example.c :  c multiple thread programming in linux   *author : falcon   *E-mail : tunzhj03@st.lzu.edu.cn   */ #include <pthread.h> #include <stdio.h> #include <sys/time.h> #include <string.h> #define MAX 10   pthread_t thread[2]; pthread_mutex_t mut; int number=0, i;   void *thread1() {         printf ("thread1 : I'm thread 1\n");           for (i = 0; i < MAX; i++)         {                 printf("thread1 : number = %d\n",number);                 pthread_mutex_lock(&mut);                         number++;                 pthread_mutex_unlock(&mut);                 sleep(2);         }           printf("thread1 :主函數在等我完成任務嗎？\n");         pthread_exit(NULL); }   void *thread2() {         printf("thread2 : I'm thread 2\n");           for (i = 0; i < MAX; i++)         {                 printf("thread2 : number = %d\n",number);                 pthread_mutex_lock(&mut);                         number++;                 pthread_mutex_unlock(&mut);                 sleep(3);         }           printf("thread2 :主函數在等我完成任務嗎？\n");         pthread_exit(NULL); }   void thread_create(void) {         int temp;         memset(&thread, 0, sizeof(thread));          //comment1         /*建立線程*/         if((temp = pthread_create(&thread[0], NULL, thread1, NULL)) != 0)       //comment2                 printf("線程1建立失敗!\n");         else                 printf("線程1被建立\n");           if((temp = pthread_create(&thread[1], NULL, thread2, NULL)) != 0)  //comment3                 printf("線程2建立失敗");         else                 printf("線程2被建立\n"); }   void thread_wait(void) {         /*等待線程結束*/         if(thread[0] !=0) {                   //comment4                 pthread_join(thread[0],NULL);                 printf("線程1已經結束\n");         }         if(thread[1] !=0) {                //comment5                 pthread_join(thread[1],NULL);                 printf("線程2已經結束\n");         } }   int main() {         /*用預設屬性初始化互斥鎖*/         pthread_mutex_init(&mut,NULL);           printf("我是主函數哦，我正在建立線程，呵呵\n");         thread_create();         printf("我是主函數哦，我正在等待線程完成任務阿，呵呵\n");         thread_wait();           return 0; }   下面我們先來編譯、執行一下 引文: falcon@falcon:~/program/c/code/ftp$ gcc -lpthread -o thread_example thread_example.c falcon@falcon:~/program/c/code/ftp$ ./thread_example 我是主函數哦，我正在建立線程，呵呵 線程1被建立 線程2被建立 我是主函數哦，我正在等待線程完成任務阿，呵呵 thread1 : I'm thread 1 thread1 : number = 0 thread2 : I'm thread 2 thread2 : number = 1 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 :主函數在等我完成任務嗎？ 線程1已經結束 thread2 :主函數在等我完成任務嗎？ 線程2已經結束 執行個體代碼裡頭的注釋應該比較清楚了吧，下面我把網路上介紹上面涉及到的幾個函數和變數給引用過來。 引文: 線程相關操作 一 pthread_t pthread_t在標頭檔/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定義： 　　typedef unsigned long int pthread_t; 　　它是一個線程的標識符。 二 pthread_create 函數pthread_create用來建立一個線程，它的原型為： 　　extern int pthread_create __P ((pthread_t *__thread, __const pthread_attr_t *__attr, 　　void *(*__start_routine) (void *), void *__arg)); 　　第一個參數為指向線程標識符的指標，第二個參數用來設定線程屬性，第三個參數是線程運行函數的起始地址，最後一個參數是運行函數的參數。這裡，我們的函數thread不需要參數，所以最後一個參數設為空白指標。第二個參數我們也設為空白指標，這樣將產生預設屬性的線程。對線程屬性的設定和修改我們將在下一節闡述。當建立線程成功時，函數返回0，若不為0則說明建立線程失敗，常見的錯誤傳回碼為EAGAIN和EINVAL。前者表示系統限制建立新的線程，例如線程數目過多了；後者表示第二個參數代表的線程屬性值非法。建立線程成功後，新建立的線程則運行參數三和參數四確定的函數，原來的線程則繼續運行下一行代碼。 三 pthread_join pthread_exit 　　 函數pthread_join用來等待一個線程的結束。函數原型為： 　　extern int pthread_join __P ((pthread_t __th, void **__thread_return)); 　　第一個參數為被等待的線程標識符，第二個參數為一個使用者定義的指標，它可以用來儲存被等待線程的傳回值。這個函數是一個線程阻塞的函數，調用它的函數將一直等待到被等待的線程結束為止，當函數返回時，被等待線程的資源被收回。一個線程的結束有兩種途徑，一種是象我們上面的例子一樣，函數結束了，調用它的線程也就結束了；另一種方式是通過函數pthread_exit來實現。它的函數原型為： 　　extern void pthread_exit __P ((void *__retval)) __attribute__ ((__noreturn__)); 　　唯一的參數是函數的傳回碼，只要pthread_join中的第二個參數thread_return不是NULL，這個值將被傳遞給 thread_return。最後要說明的是，一個線程不能被多個線程等待，否則第一個接收到訊號的線程成功返回，其餘調用pthread_join的線程則返回錯誤碼ESRCH。 　　在這一節裡，我們編寫了一個最簡單的線程，並掌握了最常用的三個函數pthread_create，pthread_join和pthread_exit。下面，我們來瞭解線程的一些常用屬性以及如何設定這些屬性。 互斥鎖相關 互斥鎖用來保證一段時間內只有一個線程在執行一段代碼。 一 pthread_mutex_init 函數pthread_mutex_init用來產生一個互斥鎖。NULL參數表明使用預設屬性。如果需要聲明特定屬性的互斥鎖，須調用函數 pthread_mutexattr_init。函數pthread_mutexattr_setpshared和函數 pthread_mutexattr_settype用來設定互斥鎖屬性。前一個函數設定屬性pshared，它有兩個取值， PTHREAD_PROCESS_PRIVATE和PTHREAD_PROCESS_SHARED。前者用來不同進程中的線程同步，後者用於同步本進程的不同線程。在上面的例子中，我們使用的是預設屬性PTHREAD_PROCESS_ PRIVATE。後者用來設定互斥鎖類型，可選的類型有PTHREAD_MUTEX_NORMAL、PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK、 PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE和PTHREAD _MUTEX_DEFAULT。它們分別定義了不同的上所、解鎖機制，一般情況下，選用最後一個預設屬性。 二 pthread_mutex_lock pthread_mutex_unlock pthread_delay_np 　　 pthread_mutex_lock聲明開始用互斥鎖上鎖，此後的代碼直至調用pthread_mutex_unlock為止，均被上鎖，即同一時間只能被一個線程調用執行。當一個線程執行到pthread_mutex_lock處時，如果該鎖此時被另一個線程使用，那此線程被阻塞，即程式將等待到另一個線程釋放此互斥鎖。 注意： 1 需要說明的是，上面的兩處sleep不光是為了示範的需要，也是為了讓線程睡眠一段時間，讓線程釋放互斥鎖，等待另一個線程使用此鎖。下面的參考資料1裡頭說明了該問題。但是在linux下好像沒有pthread_delay_np那個函數（我試了一下，提示沒有定義該函數的引用），所以我用了sleep來代替，不過參考資料2中給出另一種方法，好像是通過pthread_cond_timedwait來代替，裡頭給出了一種實現的辦法。 2 請千萬要注意裡頭的注釋comment1-5，那是我花了幾個小時才找出的問題所在。 如果沒有comment1和comment4,comment5,將導致在pthread_join的時候出現段錯誤，另外，上面的comment2和comment3是根源所在，所以千萬要記得寫全代碼。因為上面的線程可能沒有建立成功，導致下面不可能等到那個線程結束，而在用pthread_join的時候出現段錯誤（訪問了未知的記憶體區）。另外，在使用memset的時候，需要包含string.h標頭檔哦 參考資料： 1。Linux下的多線程編程 2。pthread_delay_np（這裡頭有個關於posix條件變數的例子） 3。pthread_join和段錯誤（非常感謝這裡頭的哥們，千萬要看哦） 4。posix線程編程指南［學習linux下多線程，不看這個你會後悔的］ http://www.linuxforum.net/forum/showflat.php?Cat=&Board=program&Number=294073&page=0&view=collapsed&sb=5&o=7&fpart=http://www.bczs.net/xml/2005/11/5/4374188.xmlhttp://bbs.chinaunix.net/archiver/?tid-584593.htmlhttp://linux.chinaunix.net/doc/program/2001-08-11/642.shtml