如何实现Linux多线程编程

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一、多线程 VS 多进程

和进程相比，线程有很多优势。在Linux系统下，启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间，建立众多的数据表来维护代码段和数据。而运行于一个进程中的多个线程，他们之间使用相同的地址空间。正是这样，同一进程下的线程之间共享数据空间，数据可以相互使用，并且线程间切换也要更快些，可以更有效的利用CPU。

二、程序设计

[注] 头文件 编译时要加载动态库 libpthread.a，使用 -lpthread
 
1、创建线程
2、等待线程
3、关闭线程
4、退出清除
 
1、创建线程

代码如下:

        int pthread_create(pthread_t *tidp, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_rtn)(void), void *arg)

tidp为线程id，是函数分配的值，所以要传一个 pthread_t 的地址。
attr线程属性，通常为空。
start_rtn为线程要执行的函数，返回值为空指针，参数为后面的*arg
若成功则返回0，否则返回出错编号。
 
例：

代码如下:

#include
#include

void *func1(void *arg){        //原函数声明
       int i;
       for(i=0;i<5;i++){
               printf("this is func1! The num is %d\n",*(int*)arg);    //将空指针转换为int型指针
               sleep(1);
       }
}

void *func2(int *m){ //自定义类型声明，也可以定义非指针类型，但是在create时会有警告，因为非地址并不能改变传入的值
       int i;
       for(i=0;i<5;i++){
               printf("this is func2! The num is %d\n",*m);
               (*m)++;
               sleep(1);
       }
}

int main(){
       pthread_t id1,id2;
       int num = 5;
       int *p = #
       if(pthread_create(&id1,NULL,(void *)func1,(void *)p) != 0){
               printf("thread1 create error!\n");
               return -1;
       }
       if(pthread_create(&id2,NULL,(void *)func2,&num) != 0){
               printf("thread2 create error!\n");
               return -1;
       }
       pthread_join(id1,NULL);     //等待线程结束  
       pthread_join(id2,NULL);
       printf("Running complete!\n");
       return 0;

}

运行结果：

代码如下:

[fsy@localhost process]$ gcc thC.c -o thC -lpthread -g
[fsy@localhost process]$ ./thC
this is func2! The num is 5
this is func1! The num is 6
this is func2! The num is 6
this is func1! The num is 7
this is func2! The num is 7
this is func1! The num is 8
this is func2! The num is 8
this is func1! The num is 9
this is func2! The num is 9
this is func1! The num is 10
Running complete!
[fsy@localhost process]$

2、等待线程

[注]当调用pthread_create函数时，线程并没有开始执行，主进程应有等待，比如用sleep，或者用更专业的函数：pthread_join

代码如下:

   int pthread_join(pthread_t tid, void **rval_ptr)

调用函数可以阻塞调用线程，直到指定的线程终止。
tid为等待退出线程的id，rval_ptr为函数的返回值。是指向指针的指针，可以置空。
 
例：

代码如下:

#include
#include
#include

void *func(int *p){
       int *num=(int *)malloc(sizeof(int));     //必须动态创建，原因可以参考我动态分配内存的博客
       printf("Please input the number: ");
       scanf("%d",num);
       return (void *)num;              //类型是pthread_create的参数规定的
}

int main(){
       pthread_t pth;
       void *a;
       if(pthread_create(&pth,NULL,(void *)func,NULL) != 0){
               printf("create thread error!\n");
               return 1;
       }
       pthread_join(pth,&a);          //指向空指针的指针
       printf("get the num from the thread, it's %d\n",*(int *)a);
       return 0;
}

3、终止线程

线程终止有以下三种方式：

1、线程从函数中返回
2、线程可以别其他函数终止
3、线程自己调用pthread_exit函数

代码如下:

void pthread_exit(void *rval_ptr)

rval_ptr为线程退出返回值的指针，即函数返回值。

4、退出清除

代码如下:

      void pthread_cleanup_push(void (*rtn)(void*), void *arg)

rtn为清除函数，arg是清除函数的参数

代码如下:

void pthread_cleanup_pop(int execute)

当execute 非0时执行清除函数。为0时不执行。

从pthread_cleanup_push的调用点到pthread_cleanup_pop之间的程序段中，如果有终止进程的动作，如调用pthread_exit或异常终止（不包括return），就会执行pthread_cleanup_push()所指定的清理函数。多个嵌套匹配时，就近匹配。
 
例：

代码如下:

#include
#include

void *clean(char *argv){
       printf("clean is called by %s\n",argv);
       return NULL;
}
void *func1(void *argv){
       printf("welcome enter the func1!\n");
       pthread_cleanup_push((void*)clean,"the first time call!");
       pthread_cleanup_push((void*)clean,"the second time call!");
       if(argv){
               return (void *)1;            //第二次运行将此句注掉
       }
       pthread_cleanup_pop(0);
       pthread_cleanup_pop(1);
       return (void *)0;
}

void *func2(void *argv){
       sleep(1);             //两个线程运行先后不确定
       printf("welcome enter the func2!\n");
       pthread_cleanup_push((void*)clean,"the first time call!");
       pthread_cleanup_push((void*)clean,"the second time call!");
       if(argv){
               pthread_exit(NULL);
       }
       pthread_cleanup_pop(0);
       pthread_cleanup_pop(0);
       return (void *)0;
}

int main(){
       pthread_t tid1,tid2;
       if(pthread_create(&tid1,NULL,(void *)func1,(void *)1) != 0){
               printf("thread1 create error!\n");
               return 1;
       }

        if(pthread_create(&tid2,NULL,(void *)func2,(void *)1) != 0){
               printf("thread2 create error!\n");
               return 1;
       }
       pthread_join(tid1,NULL);
       pthread_join(tid2,NULL);
       return 0;
}

运行结果：

代码如下:

[fsy@localhost process]$ gcc thClean.c -o thclean -lpthread
[fsy@localhost process]$ ./thclean
welcome enter the func1!
welcome enter the func2!
clean is called by the second time call!          //此处先2后1
clean is called by the first time call!
[fsy@localhost process]$ vim thClean.c
[fsy@localhost process]$ gcc thClean.c -o thclean -lpthread
[fsy@localhost process]$ ./thclean
welcome enter the func1!
clean is called by the first time call!          //second已经被pop
welcome enter the func2!
clean is called by the second time call!
clean is called by the first time call!
[fsy@localhost process]$

到此，关于“如何实现Linux多线程编程”的学习就结束了，希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习，快去试试吧！若想继续学习更多相关知识，请继续关注创新互联网站，小编会继续努力为大家带来更多实用的文章！