Linux系统下的多线程编程入门

2018-12-17 16:53

#include //『注意1』由于CreateThread()是API函数,所以,必须包含这个头文件 #include using namespace std;

DWORD WINAPI Thread1Proc( LPVOID lpParameter); //线程的执行函数 DWORD WINAPI Thread2Proc( LPVOID lpParameter); //线程的执行函数 int a; int b; int c;

int temp(0); int sum(0); int main() { a=1; b=2; c=3;

HANDLE hThread1=CreateThread(NULL,0,Thread1Proc,NULL,0,NULL); //『注意2』创建线程1 HANDLE hThread2=CreateThread(NULL,0,Thread2Proc,NULL,0,NULL); //创建线程2 CloseHandle(hThread1); //关闭标识线程1的句柄 CloseHandle(hThread2); //关闭标识线程2的句柄

Sleep(5); //『注意3』主线程放弃执行权,睡眠毫秒,以使线程和线程得到执行机会 sum=temp; //主线程的执行语句

cout<<\主线程的执行语句 return 0; }

DWORD WINAPI Thread1Proc( LPVOID lpParameter) {

temp=a+b; return 0; }

DWORD WINAPI Thread2Proc( LPVOID lpParameter) {

temp+=c; return 0; }

代码说明:本代码简单演示了多线程的创建方法。程序用包括主线程在内的三个线程共同完成sum=a+b+c并输出计算结果的功能。其中,线程1完成a+b这一步,线程2完成将a+b的结果与c相加这一步,主线程完成输出计算结果这一步。整个程序很简单,一目了然,但是,依然有几个地方需要注意:

『注意1』由于创建线程所使用的函数CreateThread()是windows API函数,所以,必须包含头文件windows.h

『注意2』CreateThread()函数有一个HANDLE 类型的返回值,用来标识创建的线程,因此,应该定义一个HANDLE类型的变量用于保存这个句柄(不是必须)。线程创建完成之后,如果不需要使用这个句柄变量,应当将其关闭,以释放系统资源。关闭句柄的方法是调用CloseHandle()函数。

『注意3』这里的Sleep()函数的作用是使主线程放弃执行机会,让其它线程开始执行。因为这个程序主线程内运行的代码很短,就两条短语句,同常情况,这两条语句在一个系统时间片内就能跑完,然后就执行return语句返回,主线程就运行结束了。主线程一结束,程序就终止,线程1和线程2将再也得不到执行机会。我们可以将Sleep()注释起来,然后运行程序,观察打印出来的sum值即可以发现线程1和线程2是否得到运行机会。当然,Sleep()不是必须的,这从系统调度线程的方式可以看出来,多线程程序在开始运行时,系统会首先让主线程执行一段时间(时间片),如果主线程在这个时间段内将所有代码都执行完了,程序就结束,否则,就将主线程挂起,然后让其他线程执行同样的一段

时间,时间到了之后,该线程挂起,又返回主线程开始执行,主线程再执行同样的一段时间,然后再挂起,跳到其他线程执行,如此不断循环,直到主线程完全执行完毕为止。由此可见,要想让非主线程能够被完整执行,那么只要使它获得的时间片的总和大于或等于该线程连续执行完毕所需要的时间即可。基于此原理,我们想到,只要让主线程被多次挂起即可使非主线程获得多个执行时间片。那么,如何让主线程多次被挂起呢?很简单,只要让主线程连续执行完毕所需要的时间是系统时间片的N倍即可,具体N等于多少合适,那需要视其他线程完整执行需要多少时间。我们实验一下,把调用Sleep()那行代码注释起来,然后在那里写上如下代码: //Sleep(5);

for(int i=0;i<1000000;i++){}

这个for循环什么事也不做,就是延长主线程的执行时间,使主线程在一个时间片里执行不完,分成在若干个时间片里执行。运行程序,可以发现,输出的sum值等于6,符合预期,说明,线程1和线程2都得到了执行。

Linux系统下的多线程编程入门

时间:2010-11-19 15:54 来源:天极网 收藏 复制分享 共有评论(0)条

线程(thread)技术早在60年代就被提出,但真正应用多线程到操作系统中去,是在80年代中期,solaris是这方面的佼佼者。传统的 Unix也支持线程的概念,但是在一个进程(process)中只允许有一个线程,这样多线程就意味着多进程。现在,多线程技术已经被许多操作系统所支持,包括Windows/NT,当然,也包括Linux。

为什么有了进程的概念后,还要再引入线程呢?使用多线程到底有哪些好处?什么的系统应该选用多线程?我们首先必须回答这些问题。

使用多线程的理由之一是和进程相比,它是一种非常\节俭\的多任务操作方式。我们知道,在Linux系统下,启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间,建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段,这是一种\昂贵\的多任务工作方式。而运行于一个进程中的多个线程,它们彼此之间使用相同的地址空间,共享大部分数据,启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间,而且,线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。据统计,总的说来?桓鼋?痰目??笤际且桓鱿叱炭???0倍左右,当然,在具体的系统上,这个数据可能会有较大的区别。

使用多线程的理由之二是线程间方便的通信机制。对不同进程来说,它们具有独立的数据空间,要进行数据的传递只能通过通信的方式进行,这种方式不仅费时,而且很不方便。线程则不然,由于同一进程下的线程之间共享数据空间,所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用,这不仅快捷,而且方便。当然,数据的共享也带来其他一些问题,有的变量不能同时被两个线程所修改,有的子程序中声明为static的数据更有可能给多线程程序带来灾难性的打击,这些正是编写多线程程序时最需要注意的地方。

除了以上所说的优点外,不和进程比较,多线程程序作为一种多任务、并发的工作方式,当然有以下的优点:

1) 提高应用程序响应。这对图形界面的程序尤其有意义,当一个操作耗时很长时,整个系统都会等待这个操作,此时程序不会响应键盘、鼠标、菜单的操作,而使用多线程技术,将耗时长的操作(time consuming)置于一个新的线程,可以避免这种尴尬的情况。

2) 使多CPU系统更加有效。操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时,不同的线程运行于不同的CPU上。

3) 改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程,成为几个独立或半独立的运行部分,这样的程序会利于理解和修改。

下面我们先来尝试编写一个简单的多线程程序。 简单的多线程编程

Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接口,称为pthread。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。顺便说一下,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,它的使用方式类似fork,关于clone()的详细情况,有兴趣的读者可以去查看有关文档说明。下面我们展示一个最简单的多线程程序 example1.c。 /* example.c*/ #include #include void thread(void) { int i;

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

printf(\ }

int main(void) {

pthread_t id; int i,ret;

ret=pthread_create(&id,NULL,(void *) thread,NULL); if(ret!=0){

printf (\ exit (1); }

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

printf(\ pthread_join(id,NULL); return (0); }

我们编译此程序:

gcc example1.c -lpthread -o example1 运行example1,我们得到如下结果: This is the main process. This is a pthread. This is the main process. This is the main process.

This is a pthread. This is a pthread.

再次运行,我们可能得到如下结果: 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.

前后两次结果不一样,这是两个线程争夺CPU资源的结果。上面的示例中,我们使用到了两个函数,pthread_create和pthread_join,并声明了一个pthread_t型的变量。 pthread_t在头文件/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定义: typedef unsigned long int pthread_t;

它是一个线程的标识符。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。这里,我们的函数thread不需要参数,所以最后一个参数设为空指针。第二个参数我们也设为空指针,这样将生成默认属性的线程。对线程属性的设定和修改我们将在下一节阐述。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,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。创建线程成功后,新创建的线程则运行参数三和参数四确定的函数,原来的线程则继续运行下一行代码。

函数pthread_join用来等待一个线程的结束。函数原型为:


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