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中国建设工程造价管理协会网站简称,中国工程建设标准化网站,h5页面是什么,qq空间搬家wordpress文章目录一、进程控制1.1 POSIX线程库1.2 创建线程pthread_create1.2.1 创建一批线程1.3 终止线程pthread_exit1.4 线程等待pthread_jion1.4.1 线程的返回值#xff08;退出码#xff09;1.5 取消线程pthread_cancel1.6 C多线程1.7 分离线程pthread_detach二、线程ID值三、线… 文章目录一、进程控制1.1 POSIX线程库1.2 创建线程pthread_create1.2.1 创建一批线程1.3 终止线程pthread_exit1.4 线程等待pthread_jion1.4.1 线程的返回值退出码1.5 取消线程pthread_cancel1.6 C多线程1.7 分离线程pthread_detach二、线程ID值三、线程局部存储thread四、原生线程库的封装一、进程控制 1.1 POSIX线程库 这是由原生线程库提供的遵守POSIX标准。这个标准就像前面学过的system V标准。 有以下特点 1️⃣ 与线程有关的函数构成了一个完整的系列绝大多数函数的名字都是以pthread_打头的。 2️⃣ 要使用这些函数库要通过引入头文pthread.h。 3️⃣ 链接这些线程函数库时要使用编译器命令的-lpthread选项。 1.2 创建线程pthread_create #include pthread.hint pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg); Compile and link with -pthread.// 链接的时候必须加上-lpthreadRETURN VALUE On success, pthread_create() returns 0; on error, it returns an error number, and the contents of *thread are undefined.参数说明 thread线程id attr线程属性直接设为null start_routine函数指针 arg这个参数会传递进start_routine的void参数中。 这里在链接的时候要注意link到系统给的原生线程库-lpthread。 对于错误的检查 像我们以前的函数基本都是设置进全局变量errno来指示错误而pthreads函数出错时不会设置全局变量errno因为全部变量会被多个线程共享。它会将错误代码通过返回值返回。 1.2.1 创建一批线程 #include iostream #include string #include pthread.h #include vector #include unistd.husing std::cout; using std::endl;void start_stream(void* str) {std::string name static_castconst char(str);while(true){cout i am new thread: name endl;sleep(1);} }#define NUM 10int main() {// 创建一批线程for(int i 0; i NUM; i){pthread_t tid;pthread_create(tid, nullptr, start_stream, (void)new thread);}// 创建完毕while(true){cout ———–create success———– endl;sleep(1);}return 0; }现在我们给每个线程传递进去的时候加上一个编号 for(int i 1; i NUM; i) {pthread_t tid;char buf[64];snprintf(buf, sizeof(buf), %s:%d, thread, i);pthread_create(tid, nullptr, start_stream, (void)buf); }为什么会出现这个现象呢 那么真正的写法应该是什么呢 我们主要目的是让每个线程都不会共享buf。 class ThreadData { public:pthread_t _tid;char _buf[64]; };void start_stream(void* args) {ThreadData *ptd static_castThreadData *(args);while(true){cout i am new thread: ptd-_buf endl;sleep(1);} }#define NUM 10int main() {// 创建一批线程for(int i 1; i NUM; i){ThreadData ptd new ThreadData();snprintf(ptd-_buf, sizeof(ptd-_buf), %s:%d, thread, i);pthread_create(ptd-_tid, nullptr, start_stream, (void)ptd);}// 创建完毕while(true){cout ———–create success———– endl;sleep(1);}return 0; }这样每个线程所获得的buf都是不同的。 再加上一个计数器 void* start_stream(void* args) {ThreadData *ptd static_castThreadData *(args);int cnt 10;while(cnt){// cout i am new thread: ptd-_buf cnt: cnt endl;printf(i am new thread: %s cnt: %d cnt: 0x%x\n, ptd-_buf, cnt, cnt);cnt–;sleep(1);}delete ptd;return nullptr; }这里可以看到每个线程cnt的地址都不一样所以每个线程都有不同的cnt不会相互影响。 这就证明了每一个线程都有自己独立的栈结构。 这个调用方法函数就是一个可重入函数每个线程都会形成独立的栈帧。 1.3 终止线程pthread_exit 首先要知道最基本的终止方法 这里要注意exit不能用来终止线程使用exit整个进程都会退出所以exit是用来终止进程的。 POSIX线程库专门给了一个接口用来结束终止线程。 #include pthread.hvoid pthread_exit(void retval);Compile and link with -pthread.参数可以默认设置为nullptr。 void start_stream(void* args) {ThreadData *ptd static_castThreadData (args);int cnt 10;while(cnt){printf(i am new thread: %s cnt: %d cnt: 0x%x\n, ptd-_buf, cnt, cnt);cnt–;sleep(1);}delete ptd;//return nullptr;pthread_exit(nullptr);// 结束线程 } 可以看到把新建线程结束后主线程还在继续运行。 当然也可以使用return来终止。 1.4 线程等待pthread_jion 跟进程一样线程也是要等待的如果不等待就会造成内存泄漏类似僵尸进程。 而等待主要是要做 获取新线程的退出信息。回收新线程对应的PCB等内核资源防止内存泄漏。 #include pthread.hint pthread_join(pthread_t thread, void **retval);Compile and link with -pthread.RETURN VALUE On success, pthread_join() returns 0; on error, it returns an error number.参数说明 thread要等待的线程。 retval后面1.4.1线程的返回值详细说明。 class ThreadData { public:pthread_t _tid;char _buf[64]; };void start_stream(void* args) {ThreadData *ptd static_castThreadData (args);int cnt 10;while(cnt){printf(i am new thread: %s cnt: %d cnt: 0x%x\n, ptd-_buf, cnt, cnt);cnt–;sleep(1);}delete ptd;// return nullptr;pthread_exit(nullptr);// 结束线程 }#define NUM 10int main() {// 创建一批线程std::vectorThreadData tids;for(int i 1; i NUM; i){ThreadData ptd new ThreadData();snprintf(ptd-_buf, sizeof(ptd-_buf), %s:%d, thread, i);pthread_create(ptd-_tid, nullptr, start_stream, (void)ptd);tids.push_back(ptd);}for(auto e : tids){printf(creat thread: %s : 0x%x success\n, e-_buf, e-_tid);}return 0; }这是没有等待线程的代码 可以看到主线程运行完就直接结束了进程所有新线程也全部结束。 进行线程等待的代码 class ThreadData { public:pthread_t _tid;char _buf[64]; };void* start_stream(void* args) {ThreadData *ptd static_castThreadData (args);int cnt 5;while(cnt){printf(i am new thread: %s cnt: %d cnt: 0x%x\n, ptd-_buf, cnt, cnt);cnt–;sleep(1);}// return nullptr;pthread_exit(nullptr);// 结束线程 }#define NUM 10int main() {// 创建一批线程std::vectorThreadData tids;for(int i 1; i NUM; i){ThreadData ptd new ThreadData();snprintf(ptd-_buf, sizeof(ptd-_buf), %s:%d, thread, i);pthread_create(ptd-_tid, nullptr, start_stream, (void)ptd);tids.push_back(ptd);}for(auto e : tids){printf(creat thread: %s : 0x%x success\n, e-_buf, e-_tid);}// 线程等待for(auto e : tids){int n pthread_join(e-_tid, nullptr);assert(n 0);delete e;}cout main thread quit endl;return 0; }可以看到新线程也都执行到了结尾。 1.4.1 线程的返回值退出码 这里的返回值究竟是干什么的呢
这样我们就可以在pthread_jion的时候来获取线程结束的返回值。 class ThreadData { public:int _number;pthread_t _tid;char _buf[64]; };void* start_stream(void* args) {ThreadData *ptd static_castThreadData (args);int cnt 5;while(cnt){printf(i am new thread: %s cnt: %d cnt: 0x%x\n, ptd-_buf, cnt, cnt);cnt–;sleep(1);}// return nullptr;pthread_exit((void)ptd-_number);// 结束线程 }#define NUM 10int main() {// 创建一批线程std::vectorThreadData* tids;for(int i 1; i NUM; i){ThreadData ptd new ThreadData();ptd-_number i;snprintf(ptd-_buf, sizeof(ptd-_buf), %s:%d, thread, i);pthread_create(ptd-_tid, nullptr, start_stream, (void)ptd);tids.push_back(ptd);}for(auto e : tids){printf(creat thread: %s : 0x%x success\n, e-_buf, e-_tid);}// 线程等待for(auto e : tids){void* ret nullptr;int n pthread_join(e-_tid, ret);assert(n 0);printf(join success: %d\n, (long long)(ret));delete e;}cout main thread quit endl;return 0; }可以看到拿到了返回值退出码。 那么这个ret是怎么拿到数据的呢 线程结束时会把返回值写入pthread库暂时保存这时候其实我们设置的ret变量类型和库中临时保存的类型相同但是由于这是个函数调用我们没办法直接赋值。 所以我们吧ret的地址传进去函数内部自己帮我们实现蓝色 这里我们思考一个问题线程退出的时候为什么没有跟进程退出那样有退出信号 因为信号是发给进程的整个进程都会被退出要退出信号也没有意义了。 所以pthread_jion默认认为能够调用成功不考虑异常问题异常应该是进程考虑的问题。 1.5 取消线程pthread_cancel 想要取消线程的前提是线程得先跑起来。 #include pthread.hint pthread_cancel(pthread_t thread);Compile and link with -pthread.RETURN VALUE On success, pthread_cancel() returns 0; on error, it returns a nonzero error number.我们可以取消一半的线程观察这一半和剩余一半的区别 class ThreadData { public:int _number;pthread_t _tid;char _buf[64]; };void* start_stream(void* args) {ThreadData *ptd static_castThreadData (args);int cnt 5;while(cnt){printf(i am new thread: %s cnt: %d cnt: 0x%x\n, ptd-_buf, cnt, cnt);cnt–;sleep(1);}// return nullptr;pthread_exit((void)100);// 结束线程 }#define NUM 10int main() {// 创建一批线程std::vectorThreadData* tids;for(int i 1; i NUM; i){ThreadData ptd new ThreadData();ptd-_number i;snprintf(ptd-_buf, sizeof(ptd-_buf), %s:%d, thread, i);pthread_create(ptd-_tid, nullptr, start_stream, (void)ptd);tids.push_back(ptd);}for(auto e : tids){printf(creat thread: %s : 0x%x success\n, e-_buf, e-_tid);}// 取消一半的线程for(int i 0; i tids.size() / 2; i){pthread_cancel(tids[i]-_tid);}// 线程等待for(auto e : tids){void* ret nullptr;int n pthread_join(e-_tid, ret);assert(n 0);printf(join success: %d\n, (long long)(ret));delete e;}cout main thread quit endl;return 0; }所以线程如果是被取消的那么它的退出码是-1。它其实是一个宏PTHREAD_CANCELED。 1.6 C多线程 我们可以用C给我们提供的线程库 #include iostream #include thread #include unistd.husing std::cout; using std::endl;int main() {std::thread t({while(true){cout i am new thread endl;sleep(1);};});while(true){cout i am main thread endl;sleep(1);}t.join();return 0; }注意编译的时候得链接-lpthread。 因为任何语言想要在linux中实现多线程必须要使用pthread库。而我们现在写的C11中的多线程本质上就是对pthread库的封装。 在后边会模拟线程库的实现。 1.7 分离线程pthread_detach 默认情况下新创建的线程是joinable的线程退出后需要对其进行pthread_join操作否则无法释放资源从而造成系统泄漏。 如果不关心线程的返回值join是一种负担这个时候我们可以告诉系统当线程退出时自动释放线程资源。 先写一个正常的创建线程 #include iostream #include string #include cstdio #include pthread.h #include unistd.husing std::cout; using std::endl;std::string GetId(const pthread_t _id) {char buf[64];snprintf(buf, sizeof(buf), 0x%x, _id);return buf; }void* start_stream(void* args) {std::string name static_castconst char(args);while(true){cout i am new thread name: name GetId(pthread_self()) endl;sleep(1);}pthread_exit(nullptr); }int main() {pthread_t tid;pthread_create(tid, nullptr, start_stream, (void)thread one);cout i am main thread, new id: GetId(tid) endl;pthread_join(tid, nullptr);return 0; }解释一下这里的pthread_self()哪个线程调用这个函数就可以获得该线程的id。 #include pthread.hpthread_t pthread_self(void);Compile and link with -pthread.RETURN VALUE This function always succeeds, returning the calling threads ID.而上面我们进过验证看到获取的确实是新线程的id。 有了获取线程id的方法接下来就可以进行线程的分离。 #include pthread.hint pthread_detach(pthread_t thread);Compile and link with -pthread.RETURN VALUE On success, pthread_detach() returns 0; on error, it returns an error number.因为如果一个线程设置了分离那么这个线程就不能被等待而如果等待失败就会返回错误码 std::string GetId(const pthread_t _id) {char buf[64];snprintf(buf, sizeof(buf), 0x%x, _id);return buf; }void* start_stream(void* args) {std::string name static_castconst char(args);pthread_detach(pthread_self());// 线程分离int cnt 5;while(cnt–){cout i am new thread name: name GetId(pthread_self()) endl;sleep(1);}pthread_exit(nullptr); }int main() {pthread_t tid;pthread_create(tid, nullptr, start_stream, (void)thread one);cout i am main thread, new id: GetId(tid) endl;// 一个线程设置分离状态就不能被等待了int n pthread_join(tid, nullptr);cout error: n - strerror(n) endl;return 0; }但是这里的结果显示是正确的。是什么原因呢 因为主线程和新线程执行顺序不确定新线程还没来得及分离主线程就执行到jion了主线程就开始阻塞等待了后续新线程分离了也不知道。 所以我们让主线程慢一点执行或者让主线程进行分离 所以一旦有一个线程被分离那么我们就可以不用管这个线程了做自己的事情即可。 二、线程ID值 我们可以看到我们打印出来的线程ID 那么它究竟是什么呢 我们知道linux创建进程要通过pthread库提供的接口。所以原生库中可能存在多个线程那么我们就必须要把这些线程管理起来。而描述这些线程的结构体是由原生线程库实现的每一个结构体对应一个轻量级进程所以线程是由库和OS共同实现的。 而库中描述线程的结构体到底是什么样子的呢 每个结构体在库中就像一个数组一样被存储起来。而每个结构体的起始位置的地址就是线程的ID值。 这里也可以看到每个线程都有自己独立的栈结构由库来维护。 主线程也有自己独立的栈
三、线程局部存储thread int g_val 0;void* start_stream(void* args) {std::string name static_castconst char (args);while(true){cout name;printf( g_val: %d g_val 0x%x\n, g_val, g_val);sleep(1);g_val;} }int main() {pthread_t tid;pthread_create(tid, nullptr, start_stream, (void)thread one);while(true){printf(main g_val: %d g_val 0x%x\n, g_val, g_val);sleep(1);}pthread_join(tid, nullptr);return 0; }可以看到不同的线程共享一个全局变量。 但是当我们给g_val添加thread属性后 从结果看g_val不是共享的了而是每个线程独有一个。 添加thread可以将一个内置类型设置为线程局部存储。给每个线程都来一份。 是介于全局变量和局部变量之间线程特有的属性。 四、原生线程库的封装 我们想像1.6C多线程那样来使用多线程该怎么办呢 当然是对原生线程库进行封装。 // mythread.hpp #pragma once#include iostream #include pthread.h #include cstring #include string #include cassert #include functionalclass Thread;class Context { public:Thread *_this;void _args;Context(): _this(nullptr), _args(nullptr){} };class Thread { public:typedef std::functionvoid(void) func_t;Thread(func_t fun, void args, int number): _func(fun), _args(args){char buf[64];snprintf(buf, sizeof buf, thread-%d, number);_name buf;}// 不加static就会有this指针static void* start_routine(void* args){//return _func(args);// 无this指针无法调用Context* pct static_castContext(args);pct-_this-_func(pct-_args);delete pct;return nullptr;}void start(){// int n pthread_create(_tid, nullptr, _func, _args);// _func是C函数pthread_create是C接口不能混编Context pct new Context();pct-_this this;pct-_args _args;int n pthread_create(_tid, nullptr, start_routine, pct);assert(n 0);(void)n;}void join(){int n pthread_join(_tid, nullptr);assert(n 0);(void)n;} private:std::string _name;// 线程名pthread_t _tid;// 线程idfunc_t _func;// 调用方法void _args;// 参数 };// mythread.cc #include iostream #include string #include cstdio #include cstring #include pthread.h #include unistd.h #include mythread.hppusing std::cout; using std::endl;void start_handler(void* args) {std::string name static_castconst char (args);while(true){cout name endl;sleep(1);} }int main() {Thread thread1 new Thread(start_handler, (void)thread one, 1);Thread thread2 new Thread(start_handler, (void)thread two, 2);Thread thread3 new Thread(start_handler, (void*)thread three, 3);thread1-start();thread2-start();thread3-start();thread1-join();thread2-join();thread3-join();return 0; }