[Linux]多线程(在Linux中的轻量级进程(LWP),怎么使用线程(接口))

news2024/9/20 8:14:23

目录

一、在Linux中的轻量级进程(LWP)

二、多线程的接口 

1.创建线程(pthread_create)

2.线程ID(pthread_self)

3.线程终止

终止某个线程而不终止整个进程的三种方法:

return 

pthread_exit函数

pthread_cancel函数

 4.线程等待(pthread_join)

 5.分离线程(pthread_detach)


一、在Linux中的轻量级进程(LWP)

1.轻量级进程

在Linux系统中没有线程的概念,只有轻量级进程(LWP)的概念,OS不会提供线程的接口,只提供轻量级进程的接口,那么我们怎么在Linux创建线程呢?原来Linux系统中提供了一个第三方库:pthread原生动态库(POSIX线程库),OS通过pthread原生动态库就可以创建线程。如图:

编译链接、时应该链接pthread原生线程库(动态库)

如:

g++ -o mythread pthread.cc -std=c++11 -lpthread

不会连接动态库的可以看我这篇文章[Linux]动静态库(什么是动静态库,怎么生成动静态库,怎么使用(连接)动静态库)-CSDN博客

 2.pthread_t

pthread_t是一个数据类型,主要用于在POSIX线程编程中表示线程的标识符。在多线程编程中,每个线程都需要一个唯一的标识来区分它与其他线程,这个标识就是线程ID,而在POSIX线程库中,这个线程ID的数据类型就是pthread_t

二、多线程的接口 

1.创建线程(pthread_create

功能:创建一个新的线程
原型

#include <pthread.h>

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,

void *(*start_routine) (void *), void *arg);
参数
thread:指向线程ID(pthread_t类型)的指针
attr:设置线程的属性,attr为NULL(nullptr)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

错误检查:

  • 传统的一些函数是,成功返回0,失败返回-1,并且对全局变量errno赋值以指示错误。
  • pthreads函数出错时不会设置全局变量errno(而大部分其他POSIX函数会这样做)。而是将错误代码通过返回值返回
  • pthreads同样也提供了线程内的errno变量,以支持其它使用errno的代码。对于pthreads函数的错误,建议通过返回值业判定,因为读取返回值要比读取线程内的errno变量的开销更小

2.线程ID(pthread_t

 pthread_ create函数会产生一个线程ID,存放在第一个参数指向的地址中。该线程ID和标识唯一线程的数据那个线程ID不是一回事。在Linux可以用ps -aL (或者ps -L)可以查看轻量级进程信息

如:


pthread_ create函数第一个参数指向一个虚拟内存单元,该内存单元的地址即为新创建线程的线程ID,所以说此处说的线程ID本质是一个地址

获取线程ID可以使用线程库提供的接口:

pthread_t pthread_self(void);

功能:返回线程ID

例子:

代码:

#include <iostream>
#include <pthread.h>

using namespace std;

int main()
{

    cout << pthread_self() << endl;
    return 0;
}

结果:

3.线程终止

终止某个线程而不终止整个进程的三种方法:
return 

这种方法对主线程不适用,从main函数return相当于调用exit。

pthread_exit函数

功能:线程终止,线程可以调用pthread_ exit终止自己。
原型

#include <pthread.h>
void pthread_exit(void *value_ptr);
参数
value_ptr:value_ptr是一个指向任意类型的指针,用于存储线程的退出状态。但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)

注意:

  1. 线程终止时,value_ptr指针或者return的指针必须指向全局或者new(malloc)出来的空间,不能指向在线程函数的栈上开辟的空间。
  2. pthread_exit的一个重要特性是,当线程调用这个函数时,它不会释放任何由线程分配的资源(如堆内存)。这些资源的清理工作由其他机制(如线程取消或进程终止)负责。
pthread_cancel函数

功能:取消一个执行中的线程,一个线程可以调用pthread_ cancel终止同一进程中的另一个线程。
原型

#include <pthread.h>
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

 注意:如果一个线程发生异常那么发生异常的线程所在的进程的全部线程都将终止。

 4.线程等待(pthread_join)

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。所以我们要等待线程回收资源,否则将造成系统资源泄露。

功能:等待线程结束
原型

#include <pthread.h>
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
返回值:成功返回0;失败返回错误码

调用该函数的线程将挂起等待,直到id为thread的线程终止。thread线程以不同的方法终止,通过pthread_join得到的
终止状态是不同的,总结如下:

  1. 如果thread线程通过return返回,value_ ptr所指向的单元里存放的是thread线程函数的返回值。
  2. 如果thread线程被别的线程调用pthread_ cancel异常终掉,value_ ptr所指向的单元里存放的是常数PTHREAD_ CANCELED。
  3. 如果thread线程是自己调用pthread_exit终止的,value_ptr所指向的单元存放的是传给pthread_exit的参数。
  4. 如果对thread线程的终止状态不感兴趣,可以传NULL给value_ ptr参数。

 5.分离线程(pthread_detach)

如果不关心线程的返回值,不想join,这个时候,我们可以分离线程,此时当线程退出时,操作系统会自动释放线程资源

功能:当线程退出时,操作系统自动释放线程资源
原型

#include <pthread.h>
int pthread_detach(pthread_t thread);
参数
thread:线程ID,可以是自己的线程ID也可以是别的线程的线程ID
返回值:成功返回0;失败返回错误码

注意:join和分离是冲突的,一个线程不能既join又分离的。

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