多线程介绍
定义了多线程编程的标准API。这个API就是广为人知的pthreads。它的目的在于为跨平台编写多线程程序提供便利。
多线程程序的编写
本文介绍了Linux 和 WIN32 平台下的多线程程序的编写方法
Linux 系统对 pthreads 提供了良好的支持。一般地安装完Linux系统后在/usr/include目录下包含了 pthreads 的头文件。在 /usr/lib 下面包含了pthread 的库文件：libpthread.a 和 libpthread.so。其中libpthread.a 为静态链接库，libpthread.so为动态连接库。
WIN32 threads 线程库并不直接支持 pthreads，因此网络上出现了POSIX Threads for Win32 的开源项目，为 WIN32 下开发 Pthreads 多线程程序提供了方便。Pthreads for win32 的下载地址为：。最新版本为 2-8-10。下载pthreads-w32-2-8-0-release.exe 后运行解压出三个目录：pre-build.2 pthreads.2 和QueueUserAPCEx。Pthreads.2 里面包含了pthreads 的源代码，我们主要关心pre-build.2 这个目录。Pre-build.2 里面包含了include和 lib 分别包含了pthreads for win32 的头文件和库文件(包括动态连接库)。将include 和lib 里面的内容分别复制到你的编译器的include 和 lib 目录，同时将lib 目录中的 dll 文件copy 到操作系统的system32 文件夹中。
为了保证platform-independent, 很好的一个方法就是使用3rd-party的library, 呵呵.
official site: .
source co
de:
1. 编译:
虽然源码包里提供了vc6的项目文件, 但是打不开的, 只能用nmake. 默认的会告诉你一堆nmake参数的.
我所要用的是编译成static的library, 所以输入"nmake clean VC-static", 编译很快的. 不过默认会链接到VC的crt, 我们需要修改它的makefile. 找到CFLAGS那一行, 把"/MD"改成"/MT".
2. 项目:
诶.. 有好多地方要改的.
a) 当然是vs路径的include啊, lib啊.. 自己加.
b) 项目的crt设置成"/MT"和"/MTd". 额外的lib加: pthreadVC2(d).lib ws2_32.lib
c) preprocesser定义的地方, 加一个“PTW32_STATIC_LIB”宏, 不然link的时候会找不到symbol的.
d) 好了, 你可以coding了, 随便pthread_create()一把吧.
3. 编码:
嗯嗯.. 如果真的直接pthread_create()的话可是会access violation的呀. win32下的线程很诡异的, 像winsock一样, 调用任何其它函数之前必须调用pthread_win32_process_attach_np(), 结束后必须调用pthread_win32_process_detach_np(). 代码大概就是这样的:
int main()
{
#ifdef WIN32
#ifdef PTW32_STATIC_LIB
pthread_win32_process_attach_np();
#endif
#endif
/* do something with pthread library */
#ifdef WIN32
#ifdef PTW32_STATIC_LIB
pthread_win32_process_detach_np();
#endif
#endif
}
#include
#include
#include
pthread_mutex_t count_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_t condition_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t condition_cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
void *functionCount1(void* param);
void *functionCount2(void* param);
int count = 0;
#define COUNT_DONE 10
#define COUNT_HALT1 3
#define COUNT_HALT2 6
int main()
{
#ifdef WIN32
#ifdef PTW32_STATIC_LIB
pthread_win32_process_attach_np();
#endif
#endif
pthread_t thread1, thread2;
pthread_create(&thread1, 0, functionCount1, 0);
pthread_create(&thread2, 0, functionCount2, 0);
pthread_join(thread1, 0);
pthread_join(thread2, 0);
#ifdef WIN32
#ifdef PTW32_STATIC_LIB
pthread_win32_process_detach_np();
#endif
#endif
return 0;
}
void *functionCount1(void* param)
{
for (;;)
{
pthread_mutex_lock(&condition_mutex);
while (count >= COUNT_HALT1 && count <= COUNT_HALT2)
{
pthread_cond_wait(&condition_cond, &condition_mutex);
}
pthread_mutex_unlock(&condition_mutex);
pthread_mutex_lock(&count_mutex);
count++;
printf("Counter value functionCount1: %d\n", count);
pthread_mutex_unlock(&count_mutex);
if (count >= COUNT_DONE) return 0;
}
}
void *functionCount2(void* param)
{
for (;;)
{
pthread_mutex_lock(&condition_mutex);
if (count < COUNT_HALT1 || count > COUNT_HALT2)
{
pthread_cond_signal(&condition_cond);
}
pthread_mutex_unlock(&condition_mutex);
pthread_mutex_lock(&count_mutex);
count++;
printf("Counter value functionCount2: %d\n", count);
pthread_mutex_unlock(&count_mutex);
if (count >= COUNT_DONE) return 0;
}
}
4. 参考:
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第一个多线程程序：
我们以最常见的helloworld 程序开始多线程之旅吧。代码如下所示： main.c 。
void* thread_one(void* dummy)
{
while(1)
{
printf("Hello,world.this is thread one\n");
}
}
void* thread_two(void* dummy)
{
while(1)
{
printf("Hello,world.this is thread two\n");
}
}
int main(void)
{
pthread_t tid[2];
pthread_create(&tid[0],NULL,thread_one,NULL);
pthread_create(&tid[1],NULL,thread_two,NULL);
pthread_exit(NULL);
}
编译、链接：
WIN32
VC中新建一个空的工程，加入上述代码，在链接时记得加入pthreadVC2.lib。（在vc 中在“工程”->“设置”->“链接”中）
LINUX:
Gcc –o hello main.c –lpthread
运行程序就可以看到两个线程在交互运行，不断地出现各自打印的信息。
从上面的程序看出，有了pthreads，开发跨平台的多线程程序并不是难事。当然这里只是开始，后续的文章就详细介绍 pthreads 的多线程开发。
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（二）
Pthreads 的API
在 pthreads 函数接口可以分为以下三类（关于函数的具体接口参考文章末尾）：
1. 线程管理(thread management):用于线程创建、detach、join已经设置和查询线程属性的函数：主要函数有pthread_create，pthread_exit,pthread_detach，pthread_join。pthread_self
2. Mutex 操作函数：用来保证资源的互斥访问，它用来实现多线程访问数据时的同步机制。
主要函数有：pthread_mutex_init,pthread_mutex_lock,pthread_mutex_unlock
3.状态变量操作函数: 这类函数用来建立共享mutex 的多线程通信。它根据程序员设定的条件来决定是否发出信号(signal)或者等待(wait)。主要函数有：pthread_cond_init,pthread_cond_signal: pthread_cond_wait。
在pthreads 常用的类型pthread_t 用来记录每个线程的id。
下面开始对跨平台多线程编程教程（一）中的例子进行说明。
第一行：#include
包含了pthreads 中类型定义和函数接口。
pthread_t tid[2]; 用来存储两个线程的id
pthread_create(&tid[0],NULL,thread_one,NULL); 创建了第一个线程。这个线程开始执行thread_one 函数。
pthread_create(&tid[1],NULL,thread_two,NULL); 创建了第二个线程。这个线程开始执行thread_two 函数。
两个线程都没有传递参数(第四个参数为NULL)。开始执行后，线程间不断地调度，交替地打印各自的字符串。
注意：在前面的例子的main函数的最后部分有调用了函数pthread_exit; 尝试去掉这个语句再运行程序，你会发现两个线程在打印了一些字符串后就退出了。原因是正常情况下，创建了两个线程后，主线程调用 return 0 退出，它所创建的子线程也跟着退出。调用pthread_exit 后子线程就可以一直运行了。
后面的章节将对三类 pthreads API 进行相信的介绍。
pthreads 常用API 参考(源于网络)
pthread_create(
pthread_t *tid,
const pthread_attr_t *attr,
void*(*start_routine)(void*),
void *arg
);
用途:创建一个线程
//参数：tid 用于返回新创建线程的线程号；
//start_routine 是线程函数指针，线程从这个函数开始独立地运行；
//arg 是传递给线程函数的参数。由于start_routine 是一个指向参数类型为void*，返回值为void*的指针，所以如果需要传递或返回多个参数时，可以使用强制类型转化。
void pthread_exit(
void* value_ptr
);
用途:退出线程
参数：value_ptr 是一个指向返回状态值的指针。
int pthread_join(
pthread_t tid ,
void **status
);
// 参数tid 是希望等待的线程的线程号，status 是指向线程返回值的指针，线程的返回值就是pthread_exit 中的value_ptr 参数，或者是return语句中的返回值。该函数可用于线程间的同步。
int pthread_mutex_init(
pthread_mutex_t *mutex,
const pthread_mutex_attr_t* attr
);
//该函数初始化一个互斥体变量，如果参数attr 为NULL，则互斥
//体变量mutex 使用默认的属性。
int pthread_mutex_lock(
pthread_mutex_t *mutex
);
// 该函数用来锁住互斥体变量。如果参数mutex 所指的互斥体已经
//被锁住了，那么发出调用的线程将被阻塞直到其他线程对mutex 解锁。
int pthread_mutex_trylock(
pthread_t *mutex
);
//该函数用来锁住mutex 所指定的互斥体，但不阻塞。如果该互斥
//体已经被上锁，该调用不会阻塞等待，而会返回一个错误代码。
int pthread_mutex_unlock(
pthread_mutex_t *mutex
);
//该函数用来对一个互斥体解锁。如果当前线程拥有参数mutex 所
//指定的互斥体，该调用将该互斥体解锁。
int pthread_mutex_destroy (
pthread_mutex_t *mutex
);
//该函数用来释放分配给参数mutex 的资源。调用成功时返回值为
//0， 否则返回一个非0 的错误代码。
int pthread_cond_init(
pthread_cond_t *cond,
const pthread_cond_attr_t*attr
);
//该函数按参数attr指定的属性创建一个条件变量。调用成功返回，
//并将条件变量ID 赋值给参数cond，否则返回错误代码。
int pthread_cond_wait (
pthread_cond_t *cond ,
pthread_mutex_t*mutex
);
// 该函数调用为参数mutex 指定的互斥体解锁，等待一个事件（由
//参数cond 指定的条件变量）发生。调用该函数的线程被阻塞直到有其他
//线程调用pthread_cond_signal 或pthread_cond_broadcast 函数置相应的条
//件变量，而且获得mutex 互斥体时才解除阻塞。
int pthread_cond_timewait(
pthread_cond_t *cond ,
pthread_mutex_t*mutex ,
const struct timespec *abstime
);
// 该函数与pthread_cond_wait 不同的是当系统时间到达abstime 参数指定的时间时，被阻塞线程也可以被唤起继续执行。
int pthread_cond_broadcast(
pthread_cond_t *cond
);
// 该函数用来对所有等待参数cond所指定的条件变量的线程解除阻塞，调用成功返回0，否则返回错误代码。
int pthread_cond_signal(
pthread_cond_t *cond
);
// 该函数的作用是解除一个等待参数cond所指定的条件变量的线程的阻塞状态。当有多个线程挂起等待该条件变量，也只唤醒一个线程。
int pthread_cond_destroy(
pthread_cond_t *cond
);
// 该函数的作用是释放一个条件变量。释放为条件变量cond 所分配的资源。调用成功返回值为0，否则返回错误代码。
int pthread_key_create(
pthread_key_t key ,
void(*destructor(void*))
);
// 该函数创建一个键值，该键值映射到一个专有数据结构体上。如果第二个参数不是NULL，这个键值被删除时将调用这个函数指针来释放数据空间。
int pthread_key_delete(
pthread_key_t *key
);
// 该函数用于删除一个由pthread_key_create 函数调用创建的TSD键。调用成功返回值为0，否则返回错误代码。
int pthread_setspecific(
pthread_key_t key ,
const void(value)
);
// 该函数设置一个线程专有数据的值，赋给由pthread_key_create 创建的TSD 键，调用成功返回值为0，否则返回错误代码。
void *pthread_getspecific(
pthread_key_t *key
);
// 该函数获得绑定到指定TSD 键上的值。调用成功，返回给定参数key 所对应的数据。如果没有数据连接到该TSD 键，则返回NULL。
int pthread_once(
pthread_once_t* once_control,
void(*init_routine)(void)
);
//该函数的作用是确保init_routine 指向的函数，在调用pthread_once的线程中只被运行一次。once_control 指向一个静态或全局的变量。
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1. 下载pthreads win32源代码：
2. 编译静态库：
make clean GC-static
在根目录下面生成libpthreadGC2.a
3. 将生成的libpthreadGC2.a拷贝到mingw库目录下，将pthread.h, sched.h, semaphore.h拷贝到INCLUDE目录下
4. 使用libpthread库，
在程序起始处对libpthread作初始化：
#if defined(PTW32_STATIC_LIB)
ptw32_processInitialize();
#endif
5. 编译时确保传入-DPTW32_STATIC_LIB，链接时加入-lpthreadGC2， OK！
