基于嵌入式SQL和C语言多线程的DB2 workload开发

本文将系统的介绍基于嵌入式 SQL 和 C 语言多线程的 DB2 workload 开发的流程，并提供详细的程序示例清单。通过本文对 C 语言多线程的深入介绍和对构建支持多线程访问的嵌入式 SQL 上下文环境的分析，读者可以快速的掌握这种 DB2 workload 的开发方法，创建高

由于程序示例代码的重用性较高，可以大大的提高需要使用这种 DB2 workload 的软件自动化测试人员，使用 C 语言多线程访问 DB2 的软件开发人员的工作效率。

众所周知，在使用 DB2 的实际生产环境中， 我们会遇到各种各样的应用，例如基于不同的开发语言，基于不同的体系架构或者基于不同的连接方式等等。针对这些不同的 workload, 我们从事 DB2 性能监控工具测试工作的软件人员，必须开发一些相对应的 workload 去模拟这些生产环境，才能得到较为合理的测试结果，更多的发现 DB2 性能监控工具存在的潜在问题。

查看了很多 DB2 上运行的 workload 介绍，发现基于嵌入式 SQL 和 C 语言多线程的 workload 相对较少，针对这种情况，本文在系统分析了 C 语言多线程技术和构建支持多线程访问的嵌入式 SQL 上下文环境的基础上，提出并详细介绍了基于嵌入式 SQL 和 C 语言多线程的 DB2 workload 的开发流程，最后使用了一个具体的代码实例详细的演示了这个开发流程。

C 语言多线程介绍

一个程序开始运行时，它就是一个进程，进程包括运行中的程序和程序所使用到的内存和系统资源。进程是由多个线程所组成的。线程是程序中的一个执行流，每个线程都有自己的专有寄存器 ( 栈指针、程序计数器等 )，但代码区是共享的，即不同的线程可以执行同样的函数和代码段。多线程是指程序中包含多个执行流，即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务，也就是说允许单个程序创建多个并行执行的线程来完成各自的任务。

C 语言最初并未设计多线程的机制，由于随着软硬件的发展及需求的扩展，C 语言才开发了线程库以支持多线程的操作、应用。本文主要介绍 Linux 下的 C 语言多线程， Linux 系统下的 C 语言多线程遵循 POSIX 线程接口，称为 pthread。Linux 下 pthread 的实现是通过系统调用 clone() 来实现的。Clone() 是 Linux 所特有的系统调用。编写 Linux 下的 C 语言多线程程序，需要使用头文件"pthread.h"，连接时需要使用库 libpthread.a。因此，必须在编译中加入 -lpthread 选项，否则提示找不到 pthread_create() 等相关的多线程函数。下面将详细的介绍一些重要的 Linux 下 C 语言多线程程序调用的 API。

线程的创建：

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

• 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，常见的错误返回代码为 EAGAIN 和 EINVAL。前者表示系统限制创建新的线程，例如线程数目过多了；后者表示第二个参数代表的线程属性值非法。
• 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。

线程的挂起和退出：

int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr);

• 该函数的作用使得当前线程挂起，等待另一个线程返回才继续执行，也就是说当程序运行到这个地方时，程序会先停止，然后等线程 id 为 thread 的这个线程返回，然后程序才会断续执行。
• 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。

 void pthread_exit(void *rval_ptr);

• 一个线程的结束有两种途径，一种是函数结束了，调用它的线程也就结束了；另一种方式是通过调用函数 pthread_exit 来实现。
• 唯一的参数是函数的返回代码。

线程间的互斥锁：

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutex_attr_t* attr);

• 互斥锁初始化：第一个参数是互斥锁变量指针，第二个参数是互斥锁属性，传入 NULL 使用默认属性。

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

• 互斥锁锁定：唯一参数是互斥锁变量指针。如果互斥锁已经被锁定，当前线程将被阻塞，直到，其他线程对互斥锁解锁。

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

• 互斥锁解锁：唯一的参数是互斥锁变量指针。如果当前线程拥有参数 mutex 所指定的互斥锁，该调用将该互斥锁解锁。

Linux 系统下的 C 语言多线程程序的执行流程如下：

图 1. 多线程程序执行流程

 
采用了 C 语言多线程技术的应用程序可以更好地利用系统资源，其主要优势在于充分利用了 CPU 的空闲时间片，可以用尽可能少的时间来对用户的要求做出响应，既使得进程的整体运行效率得到较大提高，又同时增强了应用程序的灵活性。