Linux編程練習 –多線程1–線程建立

POSIX線程—輕量級進程，線程調度是由核心發送器完成的，線程所消耗的系統資源比較少，相互連訊也比較容易。

多線程的優點：

1.資源消耗量少。我們知道，在Linux系統下，啟動一個新的進程必須分配給它獨立的地址空間，建立眾多的資料表來維護它的程式碼片段、堆棧段和資料區段，這是一種"昂貴"的多任務工作方式。而運行於一個進程中的多個線程，它們彼此之間使用相同的地址空間，共用大部分資料，啟動一個線程所花費的空間遠遠小於啟動一個進程所花費的空間，而且，線程間彼此切換所需的時間也遠遠小於進程間切換所需要的時間。據統計，總的說來，一個進程的開銷大約是一個線程開銷的30倍左右，當然，在具體的系統上，這個資料可能會有較大的區別。

2.通訊方便。對不同進程來說，它們具有獨立的資料空間，要進行資料的傳遞只能通過通訊的方式進行，這種方式不僅費時，而且很不方便。線程則不然，由於同一進程下的線程之間共用資料空間，所以一個線程的資料可以直接為其它線程所用，這不僅快捷，而且方便。當然，資料的共用也帶來其他一些問題，有的變數不能同時被兩個線程所修改，有的子程式中聲明為static的資料更有可能給多線程程式帶來災難性的打擊，這些正是編寫多線程程式時最需要注意的地方。

應用多進程的應用程式具有以下優點：

1) 提高應用程式響應。這對圖形介面的程式尤其有意義，當一個操作耗時很長時，整個系統都會等待這個操作，此時程式不會響應鍵盤、滑鼠、菜單的操作，而使用多線程技術，將耗時間長度的操作（time consuming）置於一個新的線程，可以避免這種尷尬的情況。
　　2) 使多CPU系統更加有效。作業系統會保證當線程數不大於CPU數目時，不同的線程運行於不同的CPU上。
　　3) 改善程式結構。一個既長又複雜的進程可以考慮分為多個線程，成為幾個獨立或半獨立的運行部分，這樣的程式會利於理解和修改。

 

好了，看了多線程的特點後，馬上練習一下

需要的標頭檔：pthread.h

線程標識符：pthread_t       在標頭檔/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定義：

typedef  unsigned long int  pthread_t;

線程函數：

（1）extern int pthread_create __P ((pthread_t *__thread,// 指向線程標識符的指標

 __const pthread_attr_t *__attr,// 設定線程屬性

　　                                    void *(*__start_routine) (void *),//線程運行函數的起始地址

 void *__arg));// 運行函數的參數

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。

 

（2）#include <pthread.h>

extern void pthread_exit __P ((void *__retval)) //函數的傳回碼

（3）等待一個線程的結束

oNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt 21pt; text-indent: 21pt; text-align: left;" align="left">#include <pthread.h>

               extern int pthread_join __P ((pthread_t __th, //被等待的線程標識符

void **__thread_return));// 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。

 

下面在linux環境下編寫 ：

[cpp] view plaincopy

1. /*threadtest.c*/  
2. #include <stdlib.h>    
3. #include <stdio.h>    
4. #include <pthread.h>    
5. #include <errno.h>     
6. /*聲明線程運行服務程式*/  
7. static void pthread_func_1 (void);     
8. static void pthread_func_2 (void);     
9.     
10. int main (void)     
11. {     
12.  /*線程的標識符*/  
13.   pthread_t pt_1 = 0;     
14.   pthread_t pt_2 = 0;     
15.   int ret = 0;     
16.     
17.   /*分別建立線程1、2*/  
18.   ret = pthread_create (&pt_1,          //線程標識符指標  
19.              NULL,          //預設屬性  
20.              (void *)pthread_func_1,//運行函數  
21.              NULL);         //無參數  
22.   if (ret != 0)     
23.   {     
24.      perror ("pthread_1_create");     
25.   }     
26.     
27.   ret = pthread_create (&pt_2,          //線程標識符指標  
28.             NULL,           //預設屬性    
29.             (void *)pthread_func_2, //運行函數  
30.             NULL);          //無參數  
31.   if (ret != 0)     
32.   {     
33.      perror ("pthread_2_create");     
34.   }     
35.   /*等待線程1、2的結束*/  
36.   pthread_join (pt_1, NULL);     
37.   pthread_join (pt_2, NULL);     
38.   /*主線程退出*/  
39.   printf ("main programme exit!/n");   
40.   return 0;     
41. }     
42. /*線程1的服務程式*/  
43. static void pthread_func_1 (void)     
44. {     
45.   int i = 0;     
46.        
47.   for (; i < 6; i++)     
48.   {     
49.     printf ("This is pthread1!/n");     
50.     
51.     /*i==2時退出，即迴圈3次*/  
52.     if (i == 2)     
53.     {     
54.       pthread_exit (0);     
55.     }     
56.     
57.     sleep (1);     
58.   }     
59. }     
60. /*線程2的服務程式*/   
61. static void pthread_func_2 (void)     
62. {     
63.   int i = 0;     
64.     
65.   for (; i < 3; i++)     
66.   {     
67.     printf ("This is pthread2!/n");     
68.   }     
69.     
70.   pthread_exit (0);     
71. }    

 

編譯：

$ gcc threadtest.c -lpthread -o threadtest

運行：

$ ./threadtest

好，運行結果如下：

This is pthread1!

This is pthread2!

This is pthread2!

This is pthread2!

This is pthread1!

This is pthread1!

main programme exit!

 

上面例子很清楚地看出各個線程間的運行情況