虎先锋，你也喜欢线程控制嘛

news2025/1/20 1:02:38

讲讲线程控制捏

线程创建

这是创建线程调用的接口：

#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine) (void *), void *arg);

这个接口上一篇文章已经介绍过了

线程等待

那么我们来看看下一个等待的接口：

#include <pthread.h>
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

 第一个参数是你要等哪个线程，就把哪个线程的ID输进去，第二个参数设为nullptr就好（不关心它的返回值的话）

然后就是写一段代码：

#include <iostream>
#include<string>
#include<pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <ctime>

void* threadRun(void* args)
{

}

int main()
{
    pthread_t tid;      //线程的ID
    int n = pthread_create(&tid,nullptr,threadRun,(void*)"thread 1");
    if(n != 0)
    {
        std::cerr << "create thread error" << std::endl;
        return 1;
    }
    return 0;
}

问题来了：main和new线程哪个先运行？

答案是：不确定。 

和进程那套一样，就是不确定

第二个问题：我们期望谁最后退出？

在进程阶段，我们希望父进程后退出

因为我们希望父进程给紫禁城擦屁股

同样的，放到线程这里，我们希望main thread能提前退出

所以在我们的代码里放上线程等待的部分：

#include <iostream>
#include<string>
#include<pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <ctime>

void* threadRun(void* args)
{

}

int main()
{
    pthread_t tid;      //线程的ID
    int n = pthread_create(&tid,nullptr,threadRun,(void*)"thread 1");
    if(n != 0)
    {
        std::cerr << "create thread error" << std::endl;
        return 1;
    }
    n = pthread_join(tid,nullptr);
    if(n == 0)
    {
        std::cout << "main thread wait success" << std::endl;
    }
    return 0;
}

如果不join，那么主线程退出，新线程也就跟着退掉了，容易造成僵尸进程的问题

我们来验证一下这个join：

#include <iostream>
#include<string>
#include<pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <ctime>

void* threadRun(void* args)
{
    int cnt = 5;
    while (cnt)
    {
        std::cout << "new thread run ...,cnt : " << cnt-- << std::endl;
        sleep(1);
    }
    return nullptr;    
}

int main()
{
    pthread_t tid;      //线程的ID
    int n = pthread_create(&tid,nullptr,threadRun,(void*)"thread 1");
    if(n != 0)
    {
        std::cerr << "create thread error" << std::endl;
        return 1;
    }
    n = pthread_join(tid,nullptr);
    std::cout << "main thread join begin..." << std::endl;
    if(n == 0)
    {
        std::cout << "main thread wait success" << std::endl;
    }
    return 0;
}
while :; do ps -aL;sleep 1;done

 这个线程id是一个虚拟地址（tid）

那么我们怎么看待线程传参的行为呢？

我们可以传递各种类型的参数，但是自己要记得传了啥（也可以传递类对象的地址）：

#include <iostream>
#include<string>
#include<pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <ctime>

class ThreadData
{
public:
    std::string name;
    std::string num;
};

void* threadRun(void* args)
{
    int cnt = 5;
    ThreadData *td = static_cast<ThreadData*>(args);
    while (cnt)
    {
        std::cout << "new thread run ...,cnt : " << cnt-- << std::endl;
        sleep(1);
    }
    return nullptr;    
}

int main()
{
    pthread_t tid;      //线程的ID
    ThreadData td;
    td.name = "thread-1";
    td.num = 1;
    int n = pthread_create(&tid,nullptr,threadRun,(void*)&td);
    if(n != 0)
    {
        std::cerr << "create thread error" << std::endl;
        return 1;
    }
    n = pthread_join(tid,nullptr);
    std::cout << "main thread join begin..." << std::endl;
    if(n == 0)
    {
        std::cout << "main thread wait success" << std::endl;
    }
    return 0;
}

static_cast是安全类别的强转，对目标对象会做安装性检查

我们刚才是让新线程访问主线程栈上的变量，它有点破坏主线程的完整性和独立性了，而且如果要是两个线程同时访问，更容易出问题

我们建议是申请一块空间：

#include <iostream>
#include<string>
#include<pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <ctime>

class ThreadData
{
public:
    std::string name;
    std::string num;
};

void* threadRun(void* args)
{
    int cnt = 5;
    ThreadData *td = static_cast<ThreadData*>(args);
    while (cnt)
    {
        std::cout << "new thread run ...,cnt : " << cnt-- << std::endl;
        sleep(1);
    }
    return nullptr;    
}

int main()
{
    pthread_t tid;      //线程的ID
    ThreadData *td = new ThreadData();
    td->name = "thread-1";
    td->num = 1;
    int n = pthread_create(&tid,nullptr,threadRun,td);
    if(n != 0)
    {
        std::cerr << "create thread error" << std::endl;
        return 1;
    }
    n = pthread_join(tid,nullptr);
    std::cout << "main thread join begin..." << std::endl;
    if(n == 0)
    {
        std::cout << "main thread wait success" << std::endl;
    }
    return 0;
}

人手一个堆空间，多线程就不会相互干扰了

邮专，你让我们人手一个上床下桌，光电孙和计科爷就不会相互干扰了

柚专，你让我们人手一个通行码，首陀罗和婆罗门就不会相互干扰了

传参问题搞定了，是时候来看看返回值是怎么会事了

#include <pthread.h>
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

这个retval是一个输出型参数

 因为线程退出时的返回值是void*，所以想要获取新线程退出时的返回值就需要传void**

void *code = nullptr;           //开辟了空间
n = pthread_join(tid,&code);

这样就可以获取新线程的退出信息，通过退出信息可以得知线程的任务完成情况

那么我们应该怎么看待线程的函数返回呢？

事实证明，我们只需要考虑正确的返回，不考虑异常，因为异常了的话整个程序就崩溃了，包括主线程

我们不仅可以返回数字，还可以返回结构体对象

但是我们截至目前还只是创建了一个线程，怎样创建多线程呢？

因为线程创建的时候需要有自己的ID，所以我们如果想要优雅的创建则需要用到vector

#include <iostream>
#include<string>
#include<vector>
#include<pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <ctime>

void* threadrun(void* args)
{
    std::string name = static_cast<const char*>(args);
    while (true)
    {
        std::cout << name << "is running" << std::endl;
        sleep(1);
    }
    
}

const int num = 10;

int main()
{
    std::vector<pthread_t>tids;
    for(int i=0;i<num;i++)
    {
        //有线程的ID
        pthread_t tid;
        char name[128];
        snprintf(name,sizeof(name),"thread-%d",i+1);

        pthread_create(&tid,nullptr,threadrun,name);
    }
    sleep(100);
    return 0;
}

但是这个代码很奇怪

 

因为线程都去执行这个， 线程创建是那样创建的，但是谁先调度是不确定的

而因为这个name是在主线程的栈空间上的，所以这么多线程都去访问就容易出现数据问题

所以我们需要改变一下我们的code：

#include <iostream>
#include<string>
#include<vector>
#include<pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <ctime>

void* threadrun(void* args)
{
    std::string name = static_cast<const char*>(args);
    while (true)
    {
        std::cout << name << "is running" << std::endl;
        sleep(1);
    }
    
}

const int num = 10;

int main()
{
    std::vector<pthread_t>tids;
    for(int i=0;i<num;i++)
    {
        //有线程的ID
        pthread_t tid;
        char *name = new char[128];
        snprintf(name,128,"thread-%d",i+1);

        pthread_create(&tid,nullptr,threadrun,name);
    }
    sleep(100);
    return 0;
}

 为了方便管理，我们要保存所有的线程的ID信息

#include <iostream>
#include<string>
#include<vector>
#include<pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <ctime>

void* threadrun(void* args)
{
    std::string name = static_cast<const char*>(args);
    while (true)
    {
        std::cout << name << "is running" << std::endl;
        sleep(1);
        break;
    }
    return nullptr;
}

const int num = 10;

int main()
{
    std::vector<pthread_t>tids;
    for(int i=0;i<num;i++)
    {
        //有线程的ID
        pthread_t tid;
        char *name = new char[128];
        snprintf(name,128,"thread-%d",i+1);

        pthread_create(&tid,nullptr,threadrun,name);
        tids.emplace_back(tid);
    }

    for(auto tid : tids)
    {
        pthread_join(tid,nullptr);
    }
    return 0;
}

如果加上线程的等待的话就是：

#include <iostream>
#include<string>
#include<vector>
#include<pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <ctime>

void* threadrun(void* args)
{
    std::string name = static_cast<const char*>(args);
    while (true)
    {
        std::cout << name << " is running" << std::endl;
        sleep(1);
        break;
    }
    return args;
}

const int num = 10;

int main()
{
    std::vector<pthread_t>tids;
    for(int i=0;i<num;i++)
    {
        //有线程的ID
        pthread_t tid;
        char *name = new char[128];
        snprintf(name,128,"thread-%d",i+1);

        pthread_create(&tid,nullptr,threadrun,name);
        tids.push_back(tid);
    }

    for(auto tid : tids)
    {
        void *name = nullptr;
        pthread_join(tid,&name);
        std::cout << (const char*)name << " quit... " << std::endl;
        delete (const char*)name;
    }
    return 0;
}

 

线程终止

接下来来看看线程如何终止吧

如果main函数结束，那么也代表着main thread结束，而mainthread结束也代表着进程结束了

所以我们得保证主线程退出的时候其他线程差不多跑完了

return和exit有区别，调用exit表示进程终止，而return可以用来终止线程

而想要线程结束可以调用一个接口：

#include <pthread.h>
void pthread_exit(void *retval);

这是控制线程退出 

void* threadrun(void* args)
{
    std::string name = static_cast<const char*>(args);
    while (true)
    {
        std::cout << name << " is running" << std::endl;
        sleep(1);
        break;
    }
    pthread_exit(args);
}

#include <pthread.h>
int pthread_cancel(pthread_t thread);
Compile and link with -pthread.

取消线程需要一个条件：线程存在（不存在取消集贸啊）

线程被取消之后的退出结果是-1

线程分离

 我们可不可以不join线程，让它自己执行完之后就退出啊？

答案肯定是可以的，那么我们应该怎么做呢？

引入一个函数：

#include <pthread.h>
int pthread_detach(pthread_t thread);

炫酷的，，，线程分离！！！

当一个线程被创建，那么它默认是joinable的，是必须要join的

如果一个线程被分离，那么它不能也不需要被join

 线程可以自己分离自己，也可以主线程分离新线程，只要线程存在即可

分离之后的线程相当于跟所有人断绝关系，自生自灭

C嘎嘎也有线程库，那我为什么还要用里牛渴死的原生线程库？

学长：这不叫里牛渴死

 

#include <iostream>
#include<string>
#include<vector>
#include<pthread.h>
#include<thread>
#include<stdlib.h>
#include <unistd.h>

void threadRun(std::string name,int num)
{
    while (num)
    {
        std::cout << name << " num: " << num << std::endl;
        num--;
        sleep(1);
    }
    
}

int main()
{
    std::string name = "thread-1";
    std::thread mythread(threadRun, name ,10);
    while (true)
    {
        std::cout << "main thread..." << std::endl;
    }
    
    mythread.join();
    return 0;
}

C++内部封装的多线程的东西在编译的时候也要加线程库，否则编不过（C++11线程库的本质就是对原生线程库接口的封装）

当年说文件的时候也是这样的

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