linux下C语言多线程编程实例

linux下C语言多线程编程实例

学东西，每每实例才是最让人感兴趣的，总是学基础理论，不动手，感受没有成就感，呵呵。

下面先来一个实例。咱们经过建立两个线程来实现对一个数的递加。
或许这个实例没有实际运用的价值，可是稍微改动一下，咱们就能够用到其余地方去拉。

下面是咱们的代码：

/*thread_example.c :  c multiple thread programming in linux
  *author : falcon
  *E-mail : [email]tunzhj03@st.lzu.edu.cn[/email]
  */
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <string.h>
#define MAX 10
pthread_t thread[2];
pthread_mutex_t mut;
int number=0, i;
void *thread1()
{
        printf ("thread1 : I'm thread 1\n");
        for (i = 0; i < MAX; i++)
        {
                printf("thread1 : number = %d\n",number);
                pthread_mutex_lock(&mut);
                        number++;
                pthread_mutex_unlock(&mut);
                sleep(2);
        }
        printf("thread1 :主函数在等我完成任务吗？\n");
        pthread_exit(NULL);
}
void *thread2()
{
        printf("thread2 : I'm thread 2\n");
        for (i = 0; i < MAX; i++)
        {
                printf("thread2 : number = %d\n",number);
                pthread_mutex_lock(&mut);
                        number++;
                pthread_mutex_unlock(&mut);
                sleep(3);
        }
        printf("thread2 :主函数在等我完成任务吗？\n");
        pthread_exit(NULL);
}
void thread_create(void)
{
        int temp;
        memset(&thread, 0, sizeof(thread));          //comment1
        /*建立线程*/
        if((temp = pthread_create(&thread[0], NULL, thread1, NULL)) != 0)       //comment2
                printf("线程1建立失败!\n");
        else
                printf("线程1被建立\n");
        if((temp = pthread_create(&thread[1], NULL, thread2, NULL)) != 0)  //comment3
                printf("线程2建立失败");
        else
                printf("线程2被建立\n");
}
void thread_wait(void)
{
        /*等待线程结束*/
        if(thread[0] !=0) {                   //comment4
                pthread_join(thread[0],NULL);
                printf("线程1已经结束\n");
        }
        if(thread[1] !=0) {                //comment5
                pthread_join(thread[1],NULL);
                printf("线程2已经结束\n");
        }
}
int main()
{
        /*用默认属性初始化互斥锁*/
        pthread_mutex_init(&mut,NULL);
        printf("我是主函数哦，我正在建立线程，呵呵\n");
        thread_create();
        printf("我是主函数哦，我正在等待线程完成任务阿，呵呵\n");
        thread_wait();
        return 0;
}

下面咱们先来编译、执行一下

引文:

falcon@falcon:~/program/c/code/ftp$ gcc -lpthread -o thread_example thread_example.c
falcon@falcon:~/program/c/code/ftp$ ./thread_example
我是主函数哦，我正在建立线程，呵呵
线程1被建立
线程2被建立
我是主函数哦，我正在等待线程完成任务阿，呵呵
thread1 : I'm thread 1
thread1 : number = 0
thread2 : I'm thread 2
thread2 : number = 1
thread1 : number = 2
thread2 : number = 3
thread1 : number = 4
thread2 : number = 5
thread1 : number = 6
thread1 : number = 7
thread2 : number = 8
thread1 : number = 9
thread2 : number = 10
thread1 :主函数在等我完成任务吗？
线程1已经结束
thread2 :主函数在等我完成任务吗？
线程2已经结束

实例代码里头的注释应该比较清楚了吧，下面我把网路上介绍上面涉及到的几个函数和变量给引用过来。

引文:

线程相关操做

一 pthread_t

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。

二 pthread_create

函数pthread_create用来建立一个线程，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，咱们的函数thread不须要参数，因此最后一个参数设为空指针。第二个参数咱们也设为空指针，这样将生成默认属性的线程。对线程属性的设定和修改咱们将在下一节阐述。当建立线程成功时，函数返回0，若不为0则说明建立线程失败，常见的错误返回代码为EAGAIN和EINVAL。前者表示系统限制建立新的线程，例如线程数目过多了；后者表示第二个参数表明的线程属性值非法。建立线程成功后，新建立的线程则运行参数三和参数四肯定的函数，原来的线程则继续运行下一行代码。

三 pthread_join pthread_exit
　　
函数pthread_join用来等待一个线程的结束。函数原型为：
　　extern int pthread_join __P ((pthread_t __th, void **__thread_return));
　　第一个参数为被等待的线程标识符，第二个参数为一个用户定义的指针，它能够用来存储被等待线程的返回值。这个函数是一个线程阻塞的函数，调用它的函数将一直等待到被等待的线程结束为止，当函数返回时，被等待线程的资源被收回。一个线程的结束有两种途径，一种是象咱们上面的例子同样，函数结束了，调用它的线程也就结束了；另外一种方式是经过函数pthread_exit来实现。它的函数原型为：
　　extern void pthread_exit __P ((void *__retval)) __attribute__ ((__noreturn__));
　　惟一的参数是函数的返回代码，只要pthread_join中的第二个参数thread_return不是NULL，这个值将被传递给 thread_return。最后要说明的是，一个线程不能被多个线程等待，不然第一个接收到信号的线程成功返回，其他调用pthread_join的线程则返回错误代码ESRCH。
　　在这一节里，咱们编写了一个最简单的线程，并掌握了最经常使用的三个函数pthread_create，pthread_join和pthread_exit。下面，咱们来了解线程的一些经常使用属性以及如何设置这些属性。


互斥锁相关

互斥锁用来保证一段时间内只有一个线程在执行一段代码。

一 pthread_mutex_init

函数pthread_mutex_init用来生成一个互斥锁。NULL参数代表使用默认属性。若是须要声明特定属性的互斥锁，须调用函数 pthread_mutexattr_init。函数pthread_mutexattr_setpshared和函数 pthread_mutexattr_settype用来设置互斥锁属性。前一个函数设置属性pshared，它有两个取值， PTHREAD_PROCESS_PRIVATE和PTHREAD_PROCESS_SHARED。前者用来不一样进程中的线程同步，后者用于同步本进程的不一样线程。在上面的例子中，咱们使用的是默认属性PTHREAD_PROCESS_ PRIVATE。后者用来设置互斥锁类型，可选的类型有PTHREAD_MUTEX_NORMAL、PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK、 PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE和PTHREAD _MUTEX_DEFAULT。它们分别定义了不一样的上所、解锁机制，通常状况下，选用最后一个默认属性。

二 pthread_mutex_lock pthread_mutex_unlock pthread_delay_np

　　 pthread_mutex_lock声明开始用互斥锁上锁，此后的代码直至调用pthread_mutex_unlock为止，均被上锁，即同一时间只能被一个线程调用执行。当一个线程执行到pthread_mutex_lock处时，若是该锁此时被另外一个线程使用，那此线程被阻塞，即程序将等待到另外一个线程释放此互斥锁。

注意：

1 须要说明的是，上面的两处sleep不光是为了演示的须要，也是为了让线程睡眠一段时间，让线程释放互斥锁，等待另外一个线程使用此锁。下面的参考资料1里头说明了该问题。可是在linux下好像没有pthread_delay_np那个函数（我试了一下，提示没有定义该函数的引用），因此我用了sleep来代替，不过参考资料2中给出另外一种方法，好像是经过pthread_cond_timedwait来代替，里头给出了一种实现的办法。

2 请千万要注意里头的注释comment1-5，那是我花了几个小时才找出的问题所在。
若是没有comment1和comment4,comment5,将致使在pthread_join的时候出现段错误，另外，上面的comment2和comment3是根源所在，因此千万要记得写全代码。由于上面的线程可能没有建立成功，致使下面不可能等到那个线程结束，而在用pthread_join的时候出现段错误（访问了未知的内存区）。另外，在使用memset的时候，须要包含string.h头文件哦


参考资料：

1。Linux下的多线程编程
[url]http://linux.chinaunix.net/doc/program/2001-08-11/642.shtml[/url]
2。pthread_delay_np（这里头有个关于posix条件变量的例子）
[url]http://bbs.chinaunix.net/archiver/?tid-584593.html[/url]
3。pthread_join和段错误（很是感谢这里头的哥们，千万要看哦）
[url]http://www.bczs.net/xml/2005/11/5/4374188.xml[/url]
4。posix线程编程指南［学习linux下多线程，不看这个你会后悔的］
[url]http://www.linuxforum.net/forum/showflat.php?Cat=&Board=program&Number=294073&page=0&view=collapsed&sb=5&o=7&fpart=[/url]