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Linux系統(tǒng)下的多線程編程入門( 二 )

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再次運(yùn)行，我們可能得到如下結(jié)果：

This is a pthread.
This is the main process.
This is a pthread.
This is the main process.
This is a pthread.
This is the main process.

前后兩次結(jié)果不一樣，這是兩個(gè)線程爭奪CPU資源的結(jié)果 。上面的示例中，我們使用到了兩個(gè)函數(shù)，pthread_create和pthread_join，并聲明了一個(gè)pthread_t型的變量 。

pthread_t在頭文件/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定義：

typedef unsigned long int pthread_t;

它是一個(gè)線程的標(biāo)識符 。函數(shù)pthread_create用來創(chuàng)建一個(gè)線程，它的原型為：

extern int pthread_create __P ((pthread_t *__thread, __const pthread_attr_t *__attr,void *(*__start_routine) (void *), void *__arg));

第一個(gè)參數(shù)為指向線程標(biāo)識符的指針，第二個(gè)參數(shù)用來設(shè)置線程屬性，第三個(gè)參數(shù)是線程運(yùn)行函數(shù)的起始地址，最后一個(gè)參數(shù)是運(yùn)行函數(shù)的參數(shù) 。這里，我們的函數(shù)thread不需要參數(shù)，所以最后一個(gè)參數(shù)設(shè)為空指針 。第二個(gè)參數(shù)我們也設(shè)為空指針，這樣將生成默認(rèn)屬性的線程 。對線程屬性的設(shè)定和修改我們將在下一節(jié)闡述 。當(dāng)創(chuàng)建線程成功時(shí)，函數(shù)返回0，若不為0則說明創(chuàng)建線程失敗，常見的錯(cuò)誤返回代碼為EAGAIN和EINVAL 。前者表示系統(tǒng)限制創(chuàng)建新的線程，例如線程數(shù)目過多了；后者表示第二個(gè)參數(shù)代表的線程屬性值非法 。創(chuàng)建線程成功后，新創(chuàng)建的線程則運(yùn)行參數(shù)三和參數(shù)四確定的函數(shù)，原來的線程則繼續(xù)運(yùn)行下一行代碼 。

函數(shù)pthread_join用來等待一個(gè)線程的結(jié)束 。函數(shù)原型為：

extern int pthread_join __P ((pthread_t __th, void **__thread_return));

第一個(gè)參數(shù)為被等待的線程標(biāo)識符，第二個(gè)參數(shù)為一個(gè)用戶定義的指針，它可以用來存儲被等待線程的返回值 。這個(gè)函數(shù)是一個(gè)線程阻塞的函數(shù)，調(diào)用它的函數(shù)將一直等待到被等待的線程結(jié)束為止，當(dāng)函數(shù)返回時(shí)，被等待線程的資源被收回 。一個(gè)線程的結(jié)束有兩種途徑，一種是象我們上面的例子一樣，函數(shù)結(jié)束了，調(diào)用它的線程也就結(jié)束了；另一種方式是通過函數(shù)pthread_exit來實(shí)現(xiàn) 。它的函數(shù)原型為：

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

唯一的參數(shù)是函數(shù)的返回代碼，只要pthread_join中的第二個(gè)參數(shù)thread_return不是NULL，這個(gè)值將被傳遞給thread_return 。最后要說明的是，一個(gè)線程不能被多個(gè)線程等待，否則第一個(gè)接收到信號的線程成功返回，其余調(diào)用pthread_join的線程則返回錯(cuò)誤代碼ESRCH 。

在這一節(jié)里，我們編寫了一個(gè)最簡單的線程，并掌握了最常用的三個(gè)函數(shù)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(shè)置這些屬性 。

修改線程的屬性

在上一節(jié)的例子里，我們用pthread_create函數(shù)創(chuàng)建了一個(gè)線程，在這個(gè)線程中，我們使用了默認(rèn)參數(shù)，即將該函數(shù)的第二個(gè)參數(shù)設(shè)為NULL 。的確，對大多數(shù)程序來說，使用默認(rèn)屬性就夠了，但我們還是有必要來了解一下線程的有關(guān)屬性 。

屬性結(jié)構(gòu)為pthread_attr_t，它同樣在頭文件/usr/include/pthread.h中定義，喜歡追根問底的人可以自己去查看 。屬性值不能直接設(shè)置，須使用相關(guān)函數(shù)進(jìn)行操作，初始化的函數(shù)為pthread_attr_init，這個(gè)函數(shù)必須在pthread_create函數(shù)之前調(diào)用 。屬性對象主要包括是否綁定、是否分離、堆棧地址、堆棧大小、優(yōu)先級 。默認(rèn)的屬性為非綁定、非分離、缺省1M的堆棧、與父進(jìn)程同樣級別的優(yōu)先級 。

關(guān)于線程的綁定，牽涉到另外一個(gè)概念：輕進(jìn)程（LWP：Light Weight Process） 。輕進(jìn)程可以理解為內(nèi)核線程，它位于用戶層和系統(tǒng)層之間 。系統(tǒng)對線程資源的分配、對線程的控制是通過輕進(jìn)程來實(shí)現(xiàn)的，一個(gè)輕進(jìn)程可以控制一個(gè)或多個(gè)線程 。默認(rèn)狀況下，啟動(dòng)多少輕進(jìn)程、哪些輕進(jìn)程來控制哪些線程是由系統(tǒng)來控制的，這種狀況即稱為非綁定的 。綁定狀況下，則顧名思義，即某個(gè)線程固定的"綁"在一個(gè)輕進(jìn)程之上 。被綁定的線程具有較高的響應(yīng)速度，這是因?yàn)镃PU時(shí)間片的調(diào)度是面向輕進(jìn)程的，綁定的線程可以保證在需要的時(shí)候它總有一個(gè)輕進(jìn)程可用 。通過設(shè)置被綁定的輕進(jìn)程的優(yōu)先級和調(diào)度級可以使得綁定的線程滿足諸如實(shí)時(shí)反應(yīng)之類的要求 。

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