多线程编程实例

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编写Linux下的多线程程序,需要使用头文件pthread.h,连接时需要使用库libpthread.a。

函数pthread_create用来创建一个线程,它的原型为:extern int pthread_create __P ((pthread_t *__thread, __const pthread_attr_t *__attr, void *(*__start_routine) (void *), void *__arg)); 第一个参数为指向线程标识符的指针,第二个参数用来设置线程属性,第三个参数是线程运行函数的起始地址,最后一个参数是运行函数的参数。当创建线程成功时,函数返回0,若不为0则说明创建线程失败。

函数pthread_join用来等待一个线程的结束。函数原型为:extern int pthread_join __P ((pthread_t __th, void **__thread_return)); 第一个参数为被等待的线程标识符,第二个参数为一个用户定义的指针,它可以用来存储被等待线程的返回值。这个函数是一个线程阻塞的函数,调用它的函数将一直等待到被等待的线程结束为止,当函数返回时,被等待线程的资源被收回。

一个线程的结束有两种途径,一种是象我们上面的例子一样,函数结束了,调用它的线程也就结束了;另一种方式是通过函数pthread_exit来实现。它的函数原型为:

extern void pthread_exit __P ((void *__retval)) __attribute__ ((__noreturn__));

最简单的线程程序:

/* example.c*/

#include

#include

void thread(void)

{

int i;

for(i=0;i<3;i++)

printf("This is a pthread.\n");

}

int main(void)

{

pthread_t id;

int i,ret;

ret=pthread_create(&id,NULL,(void *) thread,NULL);

if(ret!=0){

printf ("Create pthread error!\n");

exit (1);

}

for(i=0;i<3;i++)

printf("This is the main process.\n");

pthread_join(id,NULL);

return (0);

}

输出是什么样子?

和进程相比,线程的最大优点之一是数据的共享性,各个进程共享父进程处沿袭的数据段,可以方便的获得、修改数据。但这也给多线程编程带来了许多问题。我们必须当心有多个不同的线程访问相同的变量。许多函数是不可重入的,即同时不能运行一个函数的多个拷贝(除非使用不同的数据段)。在函数中声明的静态变量常常带来问题,函数的返回值也会有问题。因为如果返回的是函数内部静态声明的空间的地址,则在一个线程调用该函数得到地址后使用该地址指向的数据时,别的线程可能调用此函数并修改了这一段数据。在进程中共享的变量必须用关键字volatile来定义,这是为了防止编译器在优化时(如gcc中使用-OX参数)改变它们的使用方式。为了保护变量,我们必须使用信号量、互斥等方法来保证我们对变量的正确使用。

int square(volatile int *ptr)

{

return *ptr * *ptr;

}

这个程序有什么错误?

这段代码的目的是用来返指针*ptr指向值的平方,但是,由于*ptr指向一个volatile型参数,编译器将产生类似下面的代码:

int square(volatile int *ptr){

int a,b;

a = *ptr;

b = *ptr;

return a * b;

}

由于*ptr的值可能被意想不到地改变,因此a和b可能是不同的。结果,这段代码可能返不是你所期望的平方值!正确的代码如下:

long square(volatile int *ptr){

int a;

a = *ptr;

return a * a;

}

互斥锁用来保证一段时间内只有一个线程在执行一段代码。必要性显而易见:假设各个线程向同一个文件顺序写入数据,最后得到的结果一定是灾难性的。

下面一段代码是一个读/写程序,它们公用一个缓冲区,并且我们假定一个缓冲区只能保存一条信息。即缓冲区只有两个状态:有信息或没有信息。

void reader_function ( void );

void writer_function ( void );

char buffer;

int buffer_has_item=0;

pthread_mutex_t mutex;

struct timespec delay;

void main ( void ){

pthread_t reader;

/* 定义延迟时间*/

_sec = 2;

_nec = 0;

/* 用默认属性初始化一个互斥锁对象*/

pthread_mutex_init (&mutex,NULL);

pthread_create(&reader, pthread_attr_default, (void *)&reader_function), NULL);

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