Linux高性能服务器编程 第十四章（多线程编程）

14 多线程编程
创建线程和结束线程
#include
int pthread_create(pthread_t* thread, const pthread_attr_* attr, void* (*start_routine)(void*), void* arg);
pthread_t是一个整形数，Linux上几乎所有的资源标示符都是一个整形数，比如socket、各种ipc标示符等。


int pthread_exit(void* retval);


一个进程中的所有线程都可以调用pthread_join函数来回收其他线程，即等待其他线程结束，这类似于回收进程的wait和waitpid系统调用。
int pthread_join(pthread_t thread, void** retval);


有时候我们希望异常终止一个线程，即取消线程：
int pthread_cancel(pthread_t thread);
目标线程可以决定是否允许被取消以及如何取消，这分别由如下两个函数完成：
int pthread_setcancelstate(int state, int* oldstate);
int pthread_setcanceltype(int type, int* oldtype);


线程属性：
pthread_attr_t　结构体定义了一套完整的线程属性，
#include
#define __SIZEOF_PTHREAD_ATTR_T 36
typedef union{
char __size[__SIZEOF_PTHREAD_ATTR_T];
long int __align;
}pthread_attr_t;
线程库定义了一系列函数来操作pthread_attr_t类型的变量。


POSIX信号量：
函数的名字都以sem_开头，并不像大多数线程函数那样以pthread_开头。常用的POSIX信号量函数是下面５个：
#include
int sem_init(sem_t* sem, int pshared, unsigned int value);//pshared指定信号量的类型，如果值为０，就表示这个信号量是当前进程的局部信号量，否则该信号量可以在多个进程间共享。value指定信号量的初始值。
int sem_destroy(sem_t* sem);
int sem_wait(sem_t* sem);//以原子操作的方式将信号量的值减１
int sem_trywait(sem_t* sem);
int sem_post(sem_t* sem);//以原子操作的方式将信号量的值加１


互斥锁：
#include
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t* mutex, const pthread_mutexattr_t* mutexattr);
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t* mutex);
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t* mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t* mutex);
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t* mutex);
可以使用如下方式来初始化一个互斥锁：
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITHIALIZER;
宏PTHREAD_MUTEX_INITIONALIZER实际上只是把互斥锁的各个字段都初始化为０．


互斥锁的属性：
pthread_mutexattr_t结构体定义了一套完整的互斥锁属性。线程库提供了一系列函数来操作pthread_mutexattr_t类型的变量：
int pthread_mutexattr_init(pthread_mutexattr_t* attr);
int pthread_mutexattr_destroy(pthread_mutexattr_t* attr);
int pthread_mutexattr_getshared(const pthread_mutexattr_t* attr, int* pshared);
int pthread_mutexattr_setshared(pthread_mutexattr_t* attr, int pshared);
int pthread_mutexattr_gettype(const pthread_mutexattr_t* attr, int* type);
int pthread_mutexattr_settype(pthread_mutexattr* attr, int type);


互斥锁的两种常用属性：pshared和type. pshared指定是否允许跨进程共享互斥锁，其可选值由两个：
PTHREAD_PROCESS_SHARED　可以被跨进程共享
PTHREAD_PROCESS_PRIVATE　只能被和锁的初始化线程隶属于同一个进程的线程共享。
属性type指定互斥锁的类型。linux支持４中类型的互斥锁：
PTHREAD_MUTEX_NORMAL
PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK
PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE
PTHREAD_MUTEX_DEFAULT


条件变量：
用于在线程之间同步共享数据的值。
int pthread_cond_init(pthread_cond_t* cond, const pthread_condattr_t* cond_attr);
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t* cond);
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t* cond);
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t* cond);
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t* cond, pthread_mutex_t* mutex);


初始化：
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;




多线程环境：
可重入函数：
如果一个函数能被多个线程同时调用且不发生竞态条件，则我们称它是线程安全的，或说它是可重入函数。linux库函数只有一小部分是不可重入的。这些库函数之所以不可重入，主要是因为其内部使用了静态变量。不可重入库函数的可重入版本是在原函数名尾部加上 _r。


线程和信号：
在多线程环境下我们应该使用如下所示的pthread版本的sigprocmask函数来设置线程信号掩码：
#include
#include
int pthread_sigmask(int how, const sigset_t* newmask, sigset_t* oldmask);