Unix程序设计多线程编程

1、Ch6 Unix Programming multi-thread programming本章重点本章重点 l线程的概念l线程函数的介绍以及应用l线程互斥锁的应用Contents1.线程概念2.常用API函数3.线程同步4.综合应用6.1 线程概念线程概念l进程的所有信息对该进程的所有线程都是共享的，包括可执行的程序文本、程序的全局内存、堆内存、文件描述符等l线程独有的：线程ID、寄存器值、栈、信号屏蔽字、errno值、线程私有数据l典型的UNIX进程，可以看成是只有一个线程的进程6.1 线程概念线程概念l同进程一样，每个线程也有一个线程IDl进程ID在整个系统中是唯一的，但线程ID不同，线程

2、ID只在它所属的进程环境中有效l线程ID的类型是pthread_t，在Linux中的定义：l在/usr/include/bits/pthreadtypes.h中ltypedef unsigned long int pthread_t;Contents1.线程概念2.常用API函数3.线程同步4.综合应用6.2 常用常用API函数函数6.2.1 pthread_create函数l头文件：#includel功能：创建一个线程l函数原型int pthread_create(pthread_t *thread, pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine)(v

3、oid *), void *arg);6.2 常用常用API函数函数l参数lthread:线程标识符lattr:线程属性设置，通常可设为NULL，采用默认线程属性lstart_routine:线程函数的起始地址larg:传递给start_routine的参数l返回值l成功：0；失败：-16.2 常用常用API函数函数6.2.2 pthread_join函数l功能：该函数用于等待某个线程终止l函数原型#includeint pthread_join(pthread_t th, void *thread_return);l参数lth：等待线程的标识符lthread_return：用户定义的指针，用

4、来存储被等待线程的返回值l返回值：成功返回0，否则返回错误编号 调用该函数的线程将一直阻塞，直到指定的线程调用pthread_exit、从启动例程中返回、被取消6.2.3 pthread_cancel函数l功能：线程调用该函数可以取消同一进程中的其他线程，即让线程终止l函数原型#includeint pthread_cancel(pthread_t tid);l参数与返回值ltid：需要取消的线程IDl成功返回0， 出错返回错误编号lpthread_cancel并不等待线程终止，它仅仅是提出请求6.2 常用常用API函数函数l例6-1线程创建 创建两个线程，线程1每秒打印全局变量的值并累计，线

5、程2每2秒打印全局变量的值，两个线程打印5次后退出。主线程等待两个线程退出后显示两个线程已经退出。Contents1.线程概念2.常用API函数3.线程同步4.综合应用6.3 线程同步线程同步l6.3.1线程同步的概念l为什么需要同步l对同一个存储单元，至少存在两个执行体，其一读该单元，另一写该单元，则需要同步，避免不一致性l在处理器架构中，对内存单元的修改，可能需要多个总线周期，因此读操作和写操作有可能交织在一起6.3 线程同步线程同步l6.3.1线程同步的概念l假设读操作需要一个总线周期l写操作需要两个总线周期l线程B和线程A冲突6.3 线程同步线程同步l6.3.1 线程同步的概念l使用锁

6、，以保证共享存储一次只能被一个线程访问l说明获取、释放锁的过程6.3 线程同步线程同步l6.3.2 线程互斥锁l可以通过使用pthread的互斥接口保护数据，确保同一时间里只有一个线程访问数据l互斥锁mutex，本质上就是一把锁l在访问共享资源前，对互斥锁进行加锁l在访问完成后释放互斥锁上的锁l对互斥锁进行加锁后，任何其他试图再次对互斥锁加锁的线程将会被阻塞，直到锁被释放6.3 线程同步线程同步6.3.2 线程互斥锁函数线程互斥锁初始化pthread_mutex_init线程互斥锁销毁pthread_mutex_destroy线程互斥锁加锁和解锁pthread_mutex_lock pthre

7、ad_mutex_unlock6.3 线程同步线程同步6.3.3 线程互斥锁初始化l互斥锁在使用前，必须要对互斥锁进行初始化l函数原型#includeint pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex,const pthread_mutexattr_t *mutexattr);l参数与返回值lmutex：即互斥锁，类型是pthread_mutex_t注意：mutex必须指向有效的内存区域6.3 线程同步线程同步l6.3.3 线程互斥锁初始化l参数与返回值lattr：设置互斥锁的属性，通常可采用默认属性，即可将attr设为NULL。l成功返回0，出错返回错

8、误码6.3 线程同步线程同步6.3.4 线程互斥锁销毁l互斥锁在使用完毕后，必须要对互斥锁进行销毁，以释放资源l函数原型#includeint pthread_mutex_destroy( pthread_mutex_t *mutex);l参数与返回值lmutex：即互斥锁l成功返回0，出错返回错误码6.3 线程同步线程同步6.3.5 线程互斥锁加锁和解锁l在对共享资源访问之前和访问之后，需要对互斥锁进行加锁和解锁操作l函数原型#includeint pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);Int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);6.3 线程同步线程同步6.3.6互斥锁的操作顺序l定义一个互斥锁pthread_mutex_tl调用pthread_mutex_init初始化互斥锁l调用pthread_mutex_lock或者pthread_mutex_tryplock对互斥锁进行加锁操作l调用pthread_mutex_unlock对互斥锁解锁l调用pthread_mutex_destroy销毁互斥锁6.3 线程同步线程同步l例 6-2线程互斥锁 创建两个线程，