【Linux】盘点＜多线程控制＞基本操作＆演示：创建＆中止＆等待＆分离

YY的秘密代码小屋

发布于 2024-10-17 08:33:23

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前言大家好吖，欢迎来到 YY 滴Linux系列，热烈欢迎！本章主要内容面向接触过C++的老铁主要内容含：

一.POSIX线程库

与线程有关的函数构成了一个完整的系列，绝大多数函数的名字都是以“pthread_”打头的
要使用这些函数库，要通过引入头文件 include <pthread.h>
链接这些线程函数库时要使用编译器命令的“-lpthread”选项

gcc test.c -o test.o -lpthread

二.线程控制

1.pthread_t是什么类型

pthread_t 的类型取决于实现。对于Linux目前实现的NPTL实现而言，pthread_t类型的线程ID，本质就是一个进程地址空间上的一个地址。

2.创建线程：pthread_create

【1】基本语法

功能：创建一个新的线程
原型
    int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void*), void *arg);
参数
    thread:返回线程ID
    attr:设置线程的属性，attr为NULL表示使用默认属性
    start_routine:是个函数地址，线程启动后要执行的函数
    arg:传给线程启动函数的参数
返回值：
    成功返回0；失败返回错误码

【2】示例演示

创建完后，新线程执行rout函数去了，传入参数是NULL；
主线程继续往下跑

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
void *rout(void *arg) {
    int i;
    for( ; ; ) {
    printf("I'am thread 1\n");
    sleep(1);
  }
}
int main( void )
{
    pthread_t tid;
    int ret;
    if ( (ret=pthread_create(&tid, NULL, rout, NULL)) != 0 ) {
        fprintf(stderr, "pthread_create : %s\n", strerror(ret));
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    int i;
    for(; ; ) {
        printf("I'am main thread\n");
        sleep(1);
    }
}

3.线程终止：pthread_exit＆pthread_cancel

【1】基本语法

pthread_exit
功能：线程终止
原型
    void pthread_exit(void *value_ptr);
参数
    value_ptr:value_ptr不要指向一个局部变量。
返回值：
    无返回值，跟进程一样，线程结束的时候无法返回到它的调用者（自身）

pthread_cancel
功能：取消一个执行中的线程
原型
    int pthread_cancel(pthread_t thread);
参数
    thread:线程ID
返回值：
    成功返回0；失败返回错误码

【2】示例演示

// 线程函数  
void* thread_function(void* arg) {  
    int num_seconds = *((int*)arg);  
    printf("Thread is running. Will sleep for %d seconds.\n", num_seconds);  
    sleep(num_seconds);  // 休眠一段时间以模拟工作  
    printf("Thread has finished execution.\n");  
    pthread_exit(NULL); // 退出线程  
}  
  
int main() {  
    pthread_t thread;  
    int num_seconds = 5;  
    int* arg = &num_seconds;  
  
    // 创建线程  
    if (pthread_create(&thread, NULL, thread_function, (void*)arg) != 0) {  
        perror("Failed to create thread");  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }  
  
    // 等待线程完成  
    if (pthread_join(thread, NULL) != 0) {  
        perror("Failed to join thread");  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }  
  
    printf("Main thread has finished.\n");  
    return 0;  
}

4.线程等待：pthread_join

【1】为什么要进行线程等待

为什么需要线程等待？——主线程等待其他线程

已经退出的线程，其空间没有被释放，仍然在进程的地址空间内。
创建新的线程不会复用刚才退出线程的地址空间

【2】基本语法

功能：等待线程结束
原型
int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr);
参数
    thread:线程ID
    value_ptr:它指向一个指针，后者指向线程的返回值（没有返回值就填NULL）
返回值：
    成功返回0；失败返回错误码

【3】示例演示

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>

void *thread1( void *arg )
{
    printf("thread 1 returning ... \n");
    int *p = (int*)malloc(sizeof(int));
    *p = 1;
    return (void*)p;
}

int main( void )
{
    pthread_t tid;
    void *ret;

    pthread_create(&tid, NULL, thread1, NULL);
    pthread_join(tid, &ret);
    //    pthread_join(tid, NULL);没有返回值就填NULL
    printf("thread return, thread id %X, return code:%d\n", tid, *(int*)ret);
    free(ret);

return 0;
}

5.线程分离：pthread_detach

【1】为什么要进行线程分离＆线程joinable状态与分离状态

默认情况下，新创建的线程是 joinable 的，线程退出后，需要对其进行pthread_join操作，否则无法释放资源，从而造成系统泄漏。
如果不关心线程的返回值，join是一种负担，这个时候，我们可以告诉系统，当线程退出时， 自动释放线程资源 ，此时就是 分离状态

注意：

joinable和分离是冲突的，一个线程不能既是joinable又是分离的

【2】基本语法

-- 线程组内其他线程对目标线程进行分离
int pthread_detach(pthread_t thread);
-- 线程内自己分离
pthread_detach(pthread_self());

【3】示例演示

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
void *thread_run( void * arg )
{
    pthread_detach(pthread_self());//线程内自己分离，进入分离状态
    printf("%s\n", (char*)arg);
    return NULL;
}
int main( void )
{
    pthread_t tid;
    if ( pthread_create(&tid, NULL, thread_run, "thread1 run...") != 0 ) {
       printf("create thread error\n");
       return 1;
    }
    //不需要调用 pthread_join
    int ret = 0;
    return ret;
}

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原始发表：2024-10-16，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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