Linux多線程程式設計實例程式碼分析

下面先來一個實例。我們透過建立兩個執行緒來實現一個數的遞加。或許這個實例沒有實際運用的價值，但是稍微改動一下，我們就可以用到其他地方去拉。

程式碼：

/*thread_example.c : c multiple thread programming in linux
 *author : falcon
 *e-mail : tunzhj03@st.lzu.edu.cn
 */
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <string.h>
#define max 10

pthread_t thread[2];
pthread_mutex_t mut;
int number=0, i;

void *thread1()
{
    printf ("thread1 : i&#39;m thread 1/n");

    for (i = 0; i < max; i++)
    {
        printf("thread1 : number = %d/n",number);
        pthread_mutex_lock(&mut);
            number++;
        pthread_mutex_unlock(&mut);
        sleep(2);
    }


    printf("thread1 :主函数在等我完成任务吗？/n");
    pthread_exit(null);
}

void *thread2()
{
    printf("thread2 : i&#39;m thread 2/n");

    for (i = 0; i < max; i++)
    {
        printf("thread2 : number = %d/n",number);
        pthread_mutex_lock(&mut);
            number++;
        pthread_mutex_unlock(&mut);
        sleep(3);
    }


    printf("thread2 :主函数在等我完成任务吗？/n");
    pthread_exit(null);
}

void thread_create(void)
{
    int temp;
    memset(&thread, 0, sizeof(thread));     //comment1
    /*创建线程*/
    if((temp = pthread_create(&thread[0], null, thread1, null)) != 0) //comment2   
        printf("线程1创建失败!/n");
    else
        printf("线程1被创建/n");

    if((temp = pthread_create(&thread[1], null, thread2, null)) != 0) //comment3
        printf("线程2创建失败");
    else
        printf("线程2被创建/n");
}

void thread_wait(void)
{
    /*等待线程结束*/
    if(thread[0] !=0)      {       //comment4          pthread_join(thread[0],null);
        printf("线程1已经结束/n");
     }
    if(thread[1] !=0)      {         //comment5        pthread_join(thread[1],null);
        printf("线程2已经结束/n");
     }
}

int main()
{
    /*用默认属性初始化互斥锁*/
    pthread_mutex_init(&mut,null);

    printf("我是主函数哦，我正在创建线程，呵呵/n");
    thread_create();
    printf("我是主函数哦，我正在等待线程完成任务阿，呵呵/n");
    thread_wait();

    return 0;
}

下面我們先來編譯、執行一下

#引文:

falcon@falcon:~/program/c/code/ftp$ gcc -lpthread -o thread_example thread_example.c
falcon@falcon:~/program/c/code/ftp$ ./thread_example
我是主函数哦，我正在创建线程，呵呵
线程1被创建
线程2被创建
我是主函数哦，我正在等待线程完成任务阿，呵呵
thread1 : i'm thread 1
thread1 : number = 0
thread2 : i'm thread 2
thread2 : number = 1
thread1 : number = 2
thread2 : number = 3
thread1 : number = 4
thread2 : number = 5
thread1 : number = 6
thread1 : number = 7
thread2 : number = 8
thread1 : number = 9
thread2 : number = 10
thread1 :主函数在等我完成任务吗？
线程1已经结束
thread2 :主函数在等我完成任务吗？
线程2已经结束

實例程式碼裡頭的註解應該比較清楚了吧，下面我把網路上介紹上面牽涉到的幾個函數和變數給引用過來。

引文:

執行緒相關操作

一pthread_t

pthread_t在頭檔/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定義：
　　typedef unsigned long int pthread_t;
　　它是一個執行緒的識別碼。

二pthread_create

函數pthread_create用來建立一個線程，它的原型是：
　　extern int pthread_create __p ((pthread_t *__thread, __const　_attr_t*__ (*__start_routine) (void *), void *__arg));
　　第一個參數為指向線程標識符的指針，第二個參數用來設定線程屬性，第三個參數是線程運行函數的起始地址，最後一個參數是運行函數的參數。這裡，我們的函數thread不需要參數，所以最後一個參數設為空指標。第二個參數我們也設為空指針，這樣會產生預設屬性的線程。線程屬性的設定和修改我們將在下一節闡述。當建立線程成功時，函數傳回0，若不為0則表示建立線程失敗，常見的錯誤回傳代碼為eagain和einval。前者表示系統限制創建新的線程，例如線程數目過多了；後者表示第二個參數代表的線程屬性值非法。建立執行緒成功後，新建立的執行緒則執行參數三和參數四確定的函數，原來的執行緒繼續執行下一行程式碼。

三 pthread_join pthread_exit

　　
函數pthread_join用來等待一個執行緒的結束。函數原型為：
　　extern int pthread_join __p ((pthread_t __th, void **__thread_return));
　　第一個參數為被等待的執行緒標識符，第二個參數為一個使用者定義的指針，它可以用來儲存被等待線程的回傳值。這個函數是一個執行緒阻塞的函數，呼叫它的函數會一直等待到被等待的執行緒結束為止，當函數回傳時，被等待執行緒的資源被收回。一個執行緒的結束有兩種途徑，一種是像我們上面的例子一樣，函數結束了，呼叫它的執行緒也就結束了；另一種方式是透過函數pthread_exit來實現。它的函數原型為：
　　extern void pthread_exit __p ((void *__retval)) __attribute__ ((__noreturn__));
　　唯一的參數是函數的回傳碼，只要pthread_join中的第二個參數，這個值將會被傳遞給thread_return。最後要說明的是，一個執行緒不能被多個執行緒等待，否則第一個接收到訊號的執行緒成功返回，其餘呼叫pthread_join的執行緒則傳回錯誤代碼esrch。
　　在這一節裡，我們寫了一個最簡單的線程，並掌握了最常用的三個函數pthread_create，pthread_join和pthread_exit。下面，我們來了解線程的一些常用屬性以及如何設定這些屬性。

互斥鎖相關

互斥鎖用來保證一段時間內只有一個執行緒在執行一段程式碼。

一 pthread_mutex_init

函數pthread_mutex_init用來產生一個互斥鎖。 null參數表示使用預設屬性。如果需要宣告特定屬性的互斥鎖，須呼叫函數 pthread_mutexattr_init。函數pthread_mutexattr_setpshared和函數 pthread_mutexattr_settype用來設定互斥鎖屬性。前一個函數設定屬性pshared，它有兩個取值， pthread_process_private和pthread_process_shared。前者用來不同行程中的執行緒同步，後者用於同步本行程的不同執行緒。在上面的範例中，我們使用的是預設屬性pthread_process_ private。後者用來設定互斥鎖類型，可選的類型有pthread_mutex_normal、pthread_mutex_errorcheck、 pthread_mutex_recursive和pthread _mutex_default。它們分別定義了不同的上所、解鎖機制，一般情況下，選用最後一個預設屬性。

二 pthread_mutex_lock pthread_mutex_unlock pthread_delay_np

　　 pthread_mutex_lock聲明開始用互斥鎖上鎖，此後的程式碼直到呼叫pthread_mutex_unlock為止，都被上鎖，即同一時間只能被一個執行緒執行。當一個執行緒執行到pthread_mutex_lock處時，如果該鎖定此時被另一個執行緒使用，那麼此執行緒被阻塞，即程式將等待到另一個執行緒釋放此互斥鎖。

注意：

1 需要說明的是，上面的兩處sleep不光是為了演示的需要，也是為了讓線程睡眠一段時間，讓線程釋放互斥鎖，等待另一個線程使用此鎖。下面的參考資料1裡頭說明了這個問題。但在linux下好像沒有pthread_delay_np那個函數（我試了一下，提示沒有定義該函數的引用），所以我用了sleep來代替，不過參考資料2中給出另一種方法，好像是透過pthread_cond_timedwait來代替，裡頭給了一種實現的辦法。

2 請千萬要注意裡頭的註解comment1-5，那是我花了幾個小時才找出的問題所在。
如果沒有comment1和comment4,comment5,將導致在pthread_join的時候出現段錯誤，另外，上面的comment2和comment3是根源所在，所以千萬要記得寫全代碼。因為上面的線程可能沒有創建成功，導致下面不可能等到那個線程結束，而在用pthread_join的時候出現段錯誤（訪問了未知的內存區）。另外，使用memset的時候，需要包含string.h頭檔哦

以上是Linux多線程程式設計實例程式碼分析的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！