Linux多线程(一) 线程的创建与控制

一、线程概述

线程是轻量级的进程（LWP：light weight process），在Linux环境下线程的本质仍是进程。在计算机上运行的程序是一组指令及指令参数的组合，指令按照既定的逻辑控制计算机运行。操作系统会以进程为单位，分配系统资源，可以这样理解，进程是资源分配的最小单位，线程是操作系统调度执行的最小单位。

线程与进程的区别：

  • 进程有自己独立的地址空间, 多个线程共用同一个地址空间
    • 线程更加节省系统资源, 效率不仅可以保持的, 而且能够更高
    • 在一个地址空间中多个线程独享: 每个线程都有属于自己的栈区, 寄存器(内核中管理的)
    • 在一个地址空间中多个线程共享: 代码段, 堆区, 全局数据区, 打开的文件
  • 线程是程序的最小执行单位, 进程是操作系统中最小的资源分配单位
    • 每个进程对应一个虚拟地址空间，一个进程只能抢一个CPU时间片
    • 一个地址空间中可以划分出多个线程, 在有效的资源基础上, 能够抢更多的CPU时间片
  • CPU的调度和切换: 线程的上下文切换比进程要快的多
  • 线程更加廉价, 启动速度更快, 退出也快, 对系统资源的冲击小

二、创建线程

2.1、创建线程

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

  • thread: 传出参数，是无符号长整形数，线程创建成功, 会将线程ID写入到这个指针指向的内存中

  • attr: 线程的属性, 一般情况下使用默认属性即可, 写NULL

  • start_routine: 函数指针，创建出的子线程的处理动作，也就是该函数在子线程中执行。

  • arg: 作为实参传递到 start_routine 指针指向的函数内部

返回值：线程创建成功返回0，创建失败返回对应的错误号

2.2、获得当前线程PID

pthread_t在Linux平台上是64位整数，但是这是一个跨平台的函数，在其他平台不知道是如何实现的，最好我们还是使用 pthread_t

pthread_t pthread_self(void);

2.3、示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>

// 子线程的处理代码
void* working(void* arg)
{
    printf("我是子线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
    for(int i=0; i<9; ++i)
    {
        printf("child == i: = %d\n", i);
    }
    return NULL;
}

int main()
{
    pthread_t tid;
    pthread_create(&tid, NULL, working, NULL);
    printf("子线程创建成功, 线程ID: %ld\n", tid);
    printf("我是主线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
    for(int i=0; i<3; ++i)
    {
        printf("i = %d\n", i);
    }
    return 0;
}

image-20240423225003009

可以看到子线程并没有执行完毕，这是因为主线程创建好子线程后直接退出了。子线程被创建出来之后需要抢cpu时间片, 抢不到就不能运行，如果主线程退出了, 虚拟地址空间就被释放了, 子线程就一并被销毁了。但是如果某一个子线程退出了, 主线程仍在运行, 虚拟地址空间依旧存在。

虚拟地址空间的生命周期和主线程是一样的，与子线程无关

三、线程退出

#include <pthread.h>
void pthread_exit(void *retval);
  • retval: 线程退出的时候携带的数据，当前子线程的主线程会得到该数据。如果不需要使用，指定为NULL

只要调用该函数当前线程就马上退出了，并且不会影响到其他线程的正常运行，不管是在子线程或者主线程中都可以使用

四、线程回收

线程和进程一样，子线程退出的时候其内核资源主要由主线程回收，线程库中提供的线程回收函叫做pthread_join，这个函数是一个阻塞函数，如果还有子线程在运行，调用该函数就会阻塞，子线程退出函数解除阻塞进行资源的回收，函数被调用一次，只能回收一个子线程，如果有多个子线程则需要循环进行回收。

另外通过线程回收函数还可以获取到子线程退出时传递出来的数据，函数原型如下：

#include <pthread.h>
// 这是一个阻塞函数, 子线程在运行这个函数就阻塞
// 子线程退出, 函数解除阻塞, 回收对应的子线程资源, 类似于回收进程使用的函数 wait()
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

  • thread: 要被回收的子线程的线程ID

  • retval: 二级指针, 指向一级指针的地址, 是一个传出参数, 这个地址中存储了pthread_exit() 传递出的数据，如果不需要这个参数，可以指定为NULL

通过函数pthread_exit(void *retval);可以得知，子线程退出的时候，需要将数据记录到一块内存中，通过参数传出的是存储数据的内存的地址，而不是具体数据，由因为参数是void*类型，所有这个万能指针可以指向任意类型的内存地址。下面三种方式可以传递数据。

4.1、使用子线程栈

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>

// 定义结构
struct Persion {
    int id;
    int age;
};

// 子线程的处理代码
void* working(void* arg) {
    printf("我是子线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
    for(int i=0; i<9; ++i) {
        printf("child == i: = %d\n", i);
        if(i == 6) {
            struct Persion p;
            p.age  =12;
            p.id = 100;
            // 该函数的参数将这个地址传递给了主线程的pthread_join()
            pthread_exit(&p);
        }
    }
    return NULL;	// 代码执行不到这个位置就退出了
}

int main() {
    // 1. 创建一个子线程
    pthread_t tid;
    pthread_create(&tid, NULL, working, NULL);
    printf("子线程创建成功, 线程ID: %ld\n", tid);
    // 2. 子线程不会执行下边的代码, 主线程执行
    printf("我是主线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
    for(int i=0; i<3; ++i) {
        printf("i = %d\n", i);
    }

    // 阻塞等待子线程退出
    void* ptr = NULL;
    // ptr是一个传出参数, 在函数内部让这个指针指向一块有效内存
    // 这个内存地址就是pthread_exit() 参数指向的内存
    pthread_join(tid, &ptr);
    // 打印信息
    struct Persion* pp = (struct Persion*)ptr;
    printf("子线程返回数据: name: %s, age: %d, id: %d\n", pp->name, pp->age, pp->id);
    printf("子线程资源被成功回收...\n");
    
    return 0;
}

4.2、使用全局变量

位于同一虚拟地址空间中的线程，虽然不能共享栈区数据，但是可以共享全局数据区和堆区数据，因此在子线程退出的时候可以将传出数据存储到全局变量、静态变量或者堆内存中。在下面的例子中将数据存储到了全局变量中：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>

// 定义结构
struct Persion
{
    int id;
    int age;
};

struct Persion p;	// 定义全局变量

// 子线程的处理代码
void* working(void* arg) {
    printf("我是子线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
    for(int i=0; i<9; ++i) {
        printf("child == i: = %d\n", i);
        if(i == 6) {
            // 使用全局变量
            p.age  =12;
            p.id = 100;
            // 该函数的参数将这个地址传递给了主线程的pthread_join()
            pthread_exit(&p);
        }
    }
    return NULL;
}

int main() {
    // 1. 创建一个子线程
    pthread_t tid;
    pthread_create(&tid, NULL, working, NULL);
    printf("子线程创建成功, 线程ID: %ld\n", tid);
    // 2. 子线程不会执行下边的代码, 主线程执行
    printf("我是主线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
    for(int i=0; i<3; ++i) {
        printf("i = %d\n", i);
    }

    // 阻塞等待子线程退出
    void* ptr = NULL;
    // ptr是一个传出参数, 在函数内部让这个指针指向一块有效内存
    // 这个内存地址就是pthread_exit() 参数指向的内存
    pthread_join(tid, &ptr);
    // 打印信息
    struct Persion* pp = (struct Persion*)ptr;
    printf("name: %s, age: %d, id: %d\n", pp->name, pp->age, pp->id);
    printf("子线程资源被成功回收...\n");
    
    return 0;
}

4.3、使用主线程栈

虽然每个线程都有属于自己的栈区空间，但是位于同一个地址空间的多个线程是可以相互访问对方的栈空间上的数据的。由于很多情况下还需要在主线程中回收子线程资源，所以主线程一般都是最后退出，基于这个原因在下面的程序中将子线程返回的数据保存到了主线程的栈区内存中：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>

// 定义结构
struct Persion {
    int id;
    int age;
};

// 子线程的处理代码
void* working(void* arg) {
    struct Persion* p = (struct Persion*)arg;
    printf("我是子线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
    for(int i=0; i<9; ++i) {
        printf("child == i: = %d\n", i);
        if(i == 6) {
            // 使用主线程的栈内存
            p->age  =12;
            p->id = 100;
            // 该函数的参数将这个地址传递给了主线程的pthread_join()
            pthread_exit(p);
        }
    }
    return NULL;
}

int main() {
    // 1. 创建一个子线程
    pthread_t tid;
    struct Persion p;
    // 主线程的栈内存传递给子线程
    pthread_create(&tid, NULL, working, &p);
    printf("子线程创建成功, 线程ID: %ld\n", tid);
    // 2. 子线程不会执行下边的代码, 主线程执行
    printf("我是主线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
    for(int i=0; i<3; ++i) {
        printf("i = %d\n", i);
    }

    // 阻塞等待子线程退出
    void* ptr = NULL;
    // ptr是一个传出参数, 在函数内部让这个指针指向一块有效内存
    // 这个内存地址就是pthread_exit() 参数指向的内存
    pthread_join(tid, &ptr);
    // 打印信息
    printf("age: %d, id: %d\n", p.age, p.id);
    printf("子线程资源被成功回收...\n");
    
    return 0;
}

五、线程分离

在某些情况下，程序中的主线程有属于自己的业务处理流程，如果让主线程负责子线程的资源回收，调用pthread_join()只要子线程不退出主线程就会一直被阻塞，主要线程的任务也就不能被执行了。

在线程库函数中为我们提供了线程分离函数pthread_detach()，调用这个函数之后指定的子线程就可以和主线程分离，当子线程退出的时候，其占用的内核资源就被系统的其他进程接管并回收了。线程分离之后在主线程中使用pthread_join()就回收不到子线程资源了。

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

下面一个例子

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>

// 子线程的处理代码
void* working(void* arg) {
    printf("我是子线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
    for(int i=0; i<9; ++i) {
        printf("child == i: = %d\n", i);
    }
    return NULL;
}

int main() {
    // 1. 创建一个子线程
    pthread_t tid;
    pthread_create(&tid, NULL, working, NULL);
    printf("子线程创建成功, 线程ID: %ld\n", tid);
    // 2. 子线程不会执行下边的代码, 主线程执行
    printf("我是主线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
    for(int i=0; i<3; ++i) {
        printf("i = %d\n", i);
    }
    // 设置子线程和主线程分离
    pthread_detach(tid);
    // 让主线程自己退出即可
    pthread_exit(NULL);
    return 0;
}

六、线程取消

线程取消的意思就是在某些特定情况下在一个线程中杀死另一个线程。使用这个函数杀死一个线程需要分两步：

  • 在线程A中调用线程取消函数pthread_cancel，指定杀死线程B，这时候线程B是死不了的
  • 在线程B中进行一次系统调用（从用户区切换到内核区），否则线程B可以一直运行。

有一个解释很形象：这其实和七步断肠散、含笑半步癫的功效是一样的，吃了毒药不动或者不笑也没啥事儿

#include <pthread.h>
// 参数是子线程的线程ID
int pthread_cancel(pthread_t thread);
  • thread：要杀死的线程的线程ID

示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>

// 子线程的处理代码
void* working(void* arg) {
    int j=0;
    for(int i=0; i<9; ++i) {
        j++;
    }
    // 这个函数会调用系统函数, 因此这是个间接的系统调用
    printf("我是子线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
    for(int i=0; i<9; ++i) {
        printf(" child i: %d\n", i);
    }
    return NULL;
}

int main() {
    // 1. 创建一个子线程
    pthread_t tid;
    pthread_create(&tid, NULL, working, NULL);
    printf("子线程创建成功, 线程ID: %ld\n", tid);
    // 2. 子线程不会执行下边的代码, 主线程执行
    printf("我是主线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
    for(int i=0; i<3; ++i)
    {
        printf("i = %d\n", i);
    }

    // 杀死子线程, 如果子线程中做系统调用, 子线程就结束了
    pthread_cancel(tid);

    // 让主线程自己退出即可
    pthread_exit(NULL);
    
    return 0;
}

关于系统调用有两种方式：

  • 直接调用Linux系统函数
  • 调用标准C库函数，为了实现某些功能，在Linux平台下标准C库函数会调用相关的系统函数

七、线程比较

在Linux中线程ID本质就是一个无符号长整形，因此可以直接使用比较操作符比较两个线程的ID，但是线程库是可以跨平台使用的，在某些平台上 pthread_t可能不是一个单纯的整形，这中情况下比较两个线程的ID必须要使用比较函数，函数原型如下：

#include <pthread.h>

int pthread_equal(pthread_t t1, pthread_t t2);
  • t1 和 t2 是要比较的线程的线程ID
  • 返回值：如果两个线程ID相等返回非0值，如果不相等返回0

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：/a/578529.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

element-ui et -i 编译默认主题报错：ReferenceError: primordials is not defined

element-ui et -i 编译默认主题报错：ReferenceError: primordials is not defined

报错信息如下 fs.js:40 } primordials;^ ReferenceError: primordials is not defined导致这个问题的原因&#xff1a;node和gulp版本冲突&#xff01;&#xff01; 我使用的是node 14版本 解决方法&#xff1a; 看了好几个帖子&#xff0c;都推荐使用node 11.15.0版本&am…
阅读更多...
css中新型的边框设置属性border-block

css中新型的边框设置属性border-block

border-block 是 CSS 中的一个属性&#xff0c;主要用于在样式表中一次性设置元素的逻辑块向边框的属性值。这个属性是简写属性&#xff0c;可以同时设置 border-block-width、border-block-style 和 border-block-color。其中&#xff0c;border-block-start 用于设置元素的开…
阅读更多...
物联网应用技术综合实训室解决方案

物联网应用技术综合实训室解决方案

一、背景 随着物联网技术的快速发展和广泛应用&#xff0c;物联网产业已经成为新的经济增长点&#xff0c;对于推动产业升级、提高社会信息化水平具有重要意义。因此&#xff0c;培养具备物联网技术应用能力的高素质人才成为了迫切需求。 传统的教育模式往往注重理论教学&…
阅读更多...
新科技辅助器具赋能视障生活：让盲人出行融入日常

新科技辅助器具赋能视障生活：让盲人出行融入日常

随着科技日新月异的发展&#xff0c;一款名为蝙蝠避障专为改善盲人日常生活的盲人日常生活辅助器具应运而生&#xff0c;它通过巧妙整合实时避障与拍照识别功能&#xff0c;成功改变了盲人朋友们的生活格局&#xff0c;为他们提供了更为便捷、高效的生活体验。 这款非同…
阅读更多...
DevOps（十五）如何创建参数化的Jenkins Job

DevOps（十五）如何创建参数化的Jenkins Job

一、Jenkins参数化 在Jenkins中创建参数化的Job允许你在构建过程中动态输入一些值&#xff0c;这样可以让构建过程更加灵活和通用。以下是创建参数化Jenkins Job的步骤&#xff1a; 1、 创建新的Job 登录到Jenkins控制台。点击左侧的“新建任务”或“Create new jobs”。输入…
阅读更多...
RocketMQ 部署

RocketMQ 部署

RocketMQ 部署 1、安装依赖&#xff08;Java&#xff09; [rootMicroservices ~]# mkdir -p /data/businessServer/ [rootMicroservices ~]# cd /data/businessServer/# 获取安装包&#xff08;下载较慢&#xff09; [rootMicroservices businessServer]# wget https://githu…
阅读更多...
【Redis 开发】(Feed流的模式，GEO数据结构，BitMap,HyperLogLog)

【Redis 开发】(Feed流的模式，GEO数据结构，BitMap,HyperLogLog)

Redis FeedTimeline GEOBitMapHyperLogLog Feed Feed流产品有两种常见模式: Timeline:不做内容筛选&#xff0c;简单的按照内容发布时间排序&#xff0c;常用于好友或关注。例如朋友圈 优点:信息全面&#xff0c;不会有缺失。并且实现也相对简单 缺点:信息噪音较多&#xff0c…
阅读更多...
「51媒体」城市推介会，地方旅游推荐，怎么做好媒体宣传

「51媒体」城市推介会，地方旅游推荐，怎么做好媒体宣传

传媒如春雨&#xff0c;润物细无声&#xff0c;大家好&#xff0c;我是51媒体网胡老师。 城市推介会和地方旅游推荐是城市形象宣传的重要组成部分&#xff0c;通过有效的媒体宣传可以提升城市的知名度和吸引力。&#xff1a; 一&#xff0c;活动内容层面&#xff1a; 突出亮点…
阅读更多...
公认最好的随身WiFi的格行5G随身WiFi真实测评！格行5G和纽曼5G随身WiFi哪个好？5G随身WiFi推荐第一名

公认最好的随身WiFi的格行5G随身WiFi真实测评！格行5G和纽曼5G随身WiFi哪个好？5G随身WiFi推荐第一名

随着5G信号基站的铺设逐渐完善&#xff0c;各大通讯移动公司也都适时的推出了属于自己的5G随身WiFi。其中老牌企业纽曼与格行的5G随身WiFi最受大家的欢迎。那么二者到底谁才是5G设备中的王者呢&#xff1f;今天就做一个全面测评。 一、首先是颜值党们最为关注的外观问题 纽曼5…
阅读更多...
Java中Synchronized的锁升级

Java中Synchronized的锁升级

锁升级过程 当JVM启动后&#xff0c;一个共享资源对象直到有线程第一个访问时&#xff0c;这段时间内是处于无锁状态&#xff0c;对象头的Markword里偏向锁标识位是0&#xff0c;锁标识位是01。 Tips&#xff1a;当一个共享资源首次被某个线程访问时&#xff0c;锁就会从无锁状…
阅读更多...
记录AE学习查漏补缺（持续补充中。。。）

记录AE学习查漏补缺（持续补充中。。。）

记录AE学习查漏补缺 常用win下截图WinShifts导入AI/PS工程文件将图层上移一个位置或者下移一个位置展示/关闭图层标线/标度放大面板适应屏幕大小 CtrlAltF 关键帧熟记关键参数移动锚点位置加选一个关键参数快速回到上下一帧隐藏/显示图层关键帧拉长缩短关键帧按着鼠标左键不松手…
阅读更多...
新款闯关游戏制作

新款闯关游戏制作

目前制作4关, cpp. #include "c.h" #include "Level1.h" using namespace std; int main() {srand(time(0)); initgraph(600, 600); BeginBatchDraw();IMAGE a; loadimage(&a, _T("1.jpg")); putimage(0, 0, &a);setbkmode(TRANSPAREN…
阅读更多...
【Vue】如何创建一个Vue-cli程序

【Vue】如何创建一个Vue-cli程序

一、准备工作 1、下载Node.js 官网地址 https://nodejs.org/en 2、查看版本 cmd下通过node-v,查看版本号&#xff1b; cmd下通过npm-v,查看是否打印版本号。 3、安装淘宝加速器 npm install cnpm -g 4、安装Vue-cli cnpm install vue-cli -g 二、创建Vue程序 1、创建一个V…
阅读更多...
【数据分析面试】32.矩阵元素求和 (Python： for…in…语句)

【数据分析面试】32.矩阵元素求和 (Python： for…in…语句)

题目&#xff1a;矩阵元素求和 &#xff08;Python) 假设给定一个整数矩阵。你的任务是编写一个函数&#xff0c;返回矩阵中所有元素的和。 示例 1&#xff1a; 输入&#xff1a; matrix [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]输出&#xff1a; matrix_sum(matrix) -> 45…
阅读更多...
Android 12 Starting window的添加与移除

Android 12 Starting window的添加与移除

添加&#xff1a; 04-13 16:29:55.931 2944 7259 D jinyanmeistart: at com.android.server.wm.StartingSurfaceController.createSplashScreenStartingSurface(StartingSurfaceController.java:87) 04-13 16:29:55.931 2944 7259 D jinyanmeistart: at com.android.server.wm.…
阅读更多...
记录些 LLM 常见的问题和解析

记录些 LLM 常见的问题和解析

1、提示校准为什么有助于减轻基于提示的学习中的偏见? 提示校准包括调整提示&#xff0c;尽量减少产生的输出中的偏差。 其他&#xff1a;微调修改模型本身&#xff0c;而数据增强扩展训练数据&#xff0c;梯度裁剪防止在训练期间爆炸梯度。 2、是否需要为所有基于文本的LL…
阅读更多...
必应bing国内广告开户注册教程！

必应bing国内广告开户注册教程！

今天搜索引擎广告成为企业推广产品与服务、提升品牌知名度的重要渠道之一。作为全球第二大搜索引擎&#xff0c;必应Bing凭借其高质量的用户群体和广泛的国际覆盖&#xff0c;为广告主提供了独特的市场机遇。在中国&#xff0c;虽然必应的市场份额相对较小&#xff0c;但对于寻…
阅读更多...
鸿蒙官网学习3

鸿蒙官网学习3

鸿蒙官网学习3 每日小提示项目的模块类型跨设备预览调试阶段应用的替换方式有两种 打开老的demo工程报错UIAbility 每日小提示 项目的模块类型 moduleType分为三种&#xff0c;只有1&#xff0c;2的模块支持直接调试和运行 entryfeaturehar 跨设备预览 需要手动在config.j…
阅读更多...
在开发软件以便未来本地化到其他语言时需要考虑的事项

在开发软件以便未来本地化到其他语言时需要考虑的事项

我们准备了一份关于开发软件以便未来本地化到其他语言时需要考虑的事项的简要指南。这非常重要&#xff0c;因为您的软件在其他国家市场上的销售可能会带来比本国市场更多的收入。 在开发软件时考虑到未来本地化到其他语言的一些重要方面包括&#xff1a; 设计多语言支持&…
阅读更多...
C++—DAY4

C++—DAY4

在Complex类的基础上&#xff0c;完成^&#xff0c;<<&#xff0c;>>&#xff0c;~运算符的重载 #include <iostream>using namespace std; class Complex {int rel;int vir; public:Complex(){}Complex(int rel,int vir):rel(rel),vir(vir){}void show(){c…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023