Linux多任務編程——線程

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線程基礎

　　△ 由於進程的地址空間是私人的，因此在進行環境切換時，系統開銷比較大

　　△ 在同一個進程中建立的線程共用該進程的地址空間

　　△ 通常線程值得是共用相同地址空間的多個任務

　　△ 每個線程的私人這些私人資源：線程ID、PC（程式計數器）和相關寄存器、棧{局部變數，函數返回地址}、錯誤號碼、訊號掩碼和優先順序、執行狀態和屬性

　　△ 線程間同步和互斥機制有：訊號量、互斥鎖、條件變數

 

1--- 線程相關函數

　　　在Linux中一般通過第三方線程庫來實現： 以下主要是 New POSIX Thread Library （NPTL）；

　　　#include <pthread.h>

　　　int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*routine)(void *), void *arg);　　　　　　//建立一個新線程

　　　thread：要建立的線程　　　　　　　　attr：指定的線程屬性， NULL表示預設屬性　　　　　　　　routine：線程中要執行的函數　　　　　　　　argv：傳遞給線程執行的函數的參數

　　　返回鍵　　成功：0　　　　　出錯：錯誤號碼

　　　int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr);　　　　//等待一個線程的結束

　　　thread：要等待的線程；　　　　　　　　value_ptr：指標*value_ptr指向線程返回的參數

　　　傳回值　　成功：0　　　　　出錯：錯誤號碼

　　　void pthread_exit（void *value_ptr）；　　　　　//退出線程

　　　value_ptr：線程退出時的傳回值

　　　int pthread_cancel(pthread_t thread);　　　　　　　　//給線程發送終止訊號

　　　thread：要發送訊號的進程

 

2--- 多線程編程樣本

 1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 #include <string.h> 4 #include <pthread.h> 5  6 char message[32] = "Hello world"; 7 void *thread_function(void *arg); 8  9 int main(int argc, char *argv[])10 {11     pthread_t a_thread;12     void *thread_result;13     14    if (pthread_create(&a_thread, NULL, thread_function, (void *)message) < 0);            //使用預設屬性建立線程15    {16         perror("fail to pthread create");17         exit(-1);18     }19     printf("waiting for thread to finish\n");20     if (pthread_join(a_thread, &thread_result) < 0)            //等待線程結束21     {22          perror("fail to pthread join");23          exit(-1); 24     }25     printf("MESSAGE is now %s\n", message);26 27     return 0;28 }29 30 void *thread_function(void *arg)31 {32  33     srtcpy(message, "marked by thread");34     pthread_exit("Thank you for the cpu time");35 }

 

3--- 編譯多線程程式

　　# gcc -o sample sample.c -lpthread -D_REENTRANT

　　-lpthred：；連結pthread庫

　　-D_REENTRANT：產生可重新進入代碼

　　pthread_key_create(); 線程私人資料　　unix/linux下線程私人資料實現原理及使用方法

 

4--- 線程池 thread_pool

　　大多數的網路伺服器，包括Web伺服器都具有一個特點，就是單位時間內必須處理數目巨大的串連請求，但是處理時間卻是比較短的。在傳統的多線程伺服器模型中是這樣實現的：一旦有個請求到達，就建立一個新的線程，由該線程執行任務，任務執行完畢之後，線程就退出。這就是"即時建立，即時銷毀"的策略。儘管與建立進程相比，建立線程的時間已經大大的縮短，　　但是如果提交給線程的任務是執行時間較短，而且執行次數非常頻繁，那麼伺服器就將處於一個不停的建立線程和銷毀線程的狀態。這筆開銷是不可忽略的，尤其是線程執行的時間非常非常短的情況。

　　線程池就是為瞭解決上述問題的，它的實現原理是這樣的：在應用程式啟動之後，就馬上建立一定數量的線程，放入閒置隊列中。這些線程都是處於阻塞狀態，這些線程只佔一點內，不佔用CPU。當任務到來後，線程池將選擇一個閒置線程，將任務傳入此線程中運行。當所有的線程都處在處理任務的時候，線程池將自動建立一定的數量的新線程，用於處理更多的任務。執行任務完成之後線程並不退出，而是繼續線上程池中等待下一次任務。當大部分線程處於阻塞狀態時，線程池將自動銷毀一部分的線程，回收系統資源。

　　下面是一個簡單線程池的實現，這個線程池的代碼是我參考網上的一個例子實現的，由於找不到出處了，就沒辦法註明參考自哪裡了。它的方案是這樣的：程式啟動之前，初始化線程池，啟動線程池中的線程，由於還沒有任務到來，線程池中的所有線程都處在阻塞狀態，當一有任務到達就從線程池中取出一個空閑線程處理，如果所有的線程都處於工作狀態，就添加到隊列，進行排隊。如果隊列中的任務個數大於隊列的所能容納的最大數量，那就不能新增工作到隊列中，只能等待隊列不滿才能新增工作到隊列中。

　　實現代碼：簡單Linux線程池　http://www.cnblogs.com/venow/archive/2012/11/22/2779667.html

 

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