### 關于線程的一些描述 - 共享數據方便 - 一個進程中多個線程可以同時運行 - POSIX線程庫，pthread，編譯的時候需要加上-lphread - 所有線程共享相同的全局和堆變量，但每個線程都有自己存放局部變量的私有棧 - 線程不安全，多線程之間相互影響共享變量，需要互斥鎖 - 一個線程出問題，會危及到其他線程，即不穩定 - 線程避免使用信號 ### pthread_create 創建線程并運行 ```c // returns 0 on success, or a positice error number on error #include <pthread.h> pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start)(void *), void *arg) ``` - 線程函數返回的類型為void * ### pthread_exit 終止進程 ```c #include <pthread.h> pthread_exit(void *retval) ``` - 任意線程調用exit()或主線程執行了return語句都會導致進程中所有線程立即終止 - 其返回值可以由另一線程通過pthread_join()來獲取 - 參數retval指定了線程的返回值，指向的內容不應分配于線程棧中 ### pthread_self 獲取當前線程ID ```c include <pthread.h> pthread_t pthread_self(void); ``` ### pthread_join 等待線程結束 ```c // returns 0 on success, or a positive error number on error #include <pthread.h> pthread_join(pthread_t thread, void **retval); ``` - retval 保存線程終止時返回值的拷貝，即線程調用return或pthread_exit時所指定的值 - 沒有調用pthread_join將產生僵尸線程，除非是分離狀態的線程（pthread_detach） ### pthread_detach 將線程標識為分離狀態，這樣線程終止能夠自動清理和移除，不需要調用pthread_join來獲取其返回狀態 ```c // returns 0 on success, or a positive error number on error #include <pthread.h> pthread_detach(pthread_t thread); ``` ### 互斥量mutex（mutual exclusion） - 互斥鎖必須對所有線程可見，即互斥鎖是一個全局變量，互斥鎖用在需要修改共享變量位置 - 類型為pthread_mutex_t - 靜態分配的互斥量，PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER - 動態分配的互斥量，pthread_mutext_init ```c pthread_mutex_t a_lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; pthread_mutex_lock(&a_lock); // 加鎖 pthread_mutex_unlock(&a_lock); // 解鎖 ``` ### 動態初始化互斥量 ```c // returns 0 on success, or a positive error number on error #include <pthread.h> pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutext, const pthread_mutexattr_t *attr) ``` 動態分配的互斥量需要通過pthread_mutex_destroy ```c // returns 0 on success, or a positive error number on error #include <pthread.h> pthread_mutex_destory(pthread_mutex_t *mutex) ``` ### 互斥量類型 ```c pthread_mutexattr_settype(pthread_mutexattr *attr, type) ``` type類型如下： - PTHREAD_MUTEX_NORMAL 互斥量不具有死鎖檢測功能 - PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK 對此類互斥量的所有操作都會執行錯誤檢查，運行慢 - PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE 遞歸互斥量維護一個鎖計數器 ### 互斥量的死鎖 一般出現在線程有多個互斥量 - 確定互斥量的層級關系 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <errno.h> #include <pthread.h> #define NUM_SIZE 20 int num = 2000000; pthread_mutex_t a_lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; void *modify_num() { pthread_mutex_lock(&a_lock); for (int i = 0; i < 100000; ++i) { num = num - 1; } pthread_mutex_unlock(&a_lock); printf("nun=%d\n", num); return NULL; } int main(int argc, char const *argv[]) { pthread_t threads[NUM_SIZE]; for (int i = 0; i < NUM_SIZE; ++i) { if (pthread_create(&threads[i], NULL, modify_num, NULL) == -1) { printf("%s\n", "pthread create failed"); exit(1); } } void *result; for (int i = 0; i < NUM_SIZE; ++i) { if (pthread_join(threads[i], &result) == -1) { printf("%s\n", "pthread join failed"); } } printf("剩余%d\n", num); return 0; } ``` ### 參考 - 嗨翻C語言