Linux多线程编程的基本的函数.pdf

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Posix线程编程指南（一）

线程创建与取消

这是一个关于Posix线程编程的专栏。作者在阐明概念的基础上，将向您详细讲述Posix线程库API。本文是第一篇将向您讲述线程的创建与取消。

线程创建

POSIX通过pthread_create()函数创建线程，API定义如下：

int pthread_create(pthread_t * thread, pthread_attr_t * attr,

void * (*start_routine)(void *), void * arg)

与fork()调用创建一个进程的方法不同，pthread_create()创建的线程并不具备与主线程（即调用pthread_create()的线程）同样的执行序列，而是使其运行

start_routine(arg)函数。 thread返回创建的线程ID， 而attr是创建线程时设置的线程属性 （见下） 。 pthread_create()的返回值表示线程创建是否成功。 尽管arg是

*类型的变量，但它同样可以作为任意类型的参数传给start_routine()函数；同时，start_routine()可以返回一个void *类型的返回值，而这个返回值也可以是其他类型，

并由pthread_join()获取。

1．3 线程创建属性

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__schedparam，一个struct sched_param结构，目前仅有一个sched_priority整型变量表示线程的运行优先级。这个参数仅当调度策略为实时（即SCHED_RR或

SCHED_FIFO）时才有效，并可以在运行时通过pthread_setschedparam()函数来改变，缺省为0。

__inheritsched，有两种值可供选择：PTHREAD_EXPLICIT_SCHED和PTHREAD_INHERIT_SCHED，前者表示新线程使用显式指定调度策略和调度参数（即attr中的

值），而后者表示继承调用者线程的值。缺省为PTHREAD_EXPLICIT_SCHED。

__scope， 表示线程间竞争CPU的范围， 也就是说线程优先级的有效范围。 POSIX的标准中定义了两个值： PTHREAD_SCOPE_SYSTEM和PTHREAD_SCOPE_PROCESS，

前者表示与系统中所有线程一起竞争CPU时间，后者表示仅与同进程中的线程竞争CPU。目前LinuxThreads仅实现了PTHREAD_SCOPE_SYSTEM一值。

pthread_attr_t结构中还有一些值，但不使用pthread_create()来设置。

为了设置这些属性，POSIX定义了一系列属性设置函数，包括pthread_attr_init()、pthread_attr_destroy()和与各个属性相关的

pthread_attr_get---/pthread_attr_set---函数。

Linux线程在核内是以轻量级进程的形式存在的，拥有独立的进程表项，而所有的创建、同步、删除等操作都在核外pthread库中进行。pthread库使用一个管理线程

（__pthread_manager()，每个进程独立且唯一）来管理线程的创建和终止，为线程分配线程ID，发送线程相关的信号（比如Cancel），而主线程（pthread_create()）

的调用者则通过管道将请求信息传给管理线程。

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线程取消

2．1 线程取消的定义

一般情况下，线程在其主体函数退出的时候会自动终止，但同时也可以因为接收到另一个线程发来的终止（取消）请求而强制终止。

2．3 取消点

根据POSIX标准， pthread_join()、 pthread_testcancel()、 pthread_cond_wait()、 pthread_cond_timedwait()、 sem_wait()、 sigwait()等函数以及read()、 write()

等会引起阻塞的系统调用都是Cancelation-point， 而其他pthread函数都不会引起Cancelation动作。 但是pthread_cancel的手册页声称， 由于LinuxThread库与C库

结合得不好， 因而目前C库函数都不是Cancelation-point； 但CANCEL信号会使线程从阻塞的系统调用中退出， 并置EINTR错误码， 因此可以在需要作为Cancelation-point

的系统调用前后调用pthread_testcancel()，从而达到POSIX标准所要求的目标，即如下代码段：

pthread_testcancel();

retcode = read(fd, buffer, length);

pthread_testcancel();

2．4 程序设计方面的考虑

如果线程处于无限循环中，且循环体内没有执行至取消点的必然路径，则线程无法由外部其他线程的取消请求而终止。因此在这样的循环体的必经路径上应该加入

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发送终止信号给thread线程，如果成功则返回0，否则为非0值。发送成功并不意味着thread会终止。

设置本线程对Cancel信号的反应，state有两种值：PTHREAD_CANCEL_ENABLE（缺省）和PTHREAD_CANCEL_DISABLE，分别表示收到信号后设为CANCLED状态

和忽略CANCEL信号继续运行；old_state如果不为NULL则存入原来的Cancel状态以便恢复。

设置本线程取消动作的执行时机，type由两种取值：PTHREAD_CANCEL_DEFFERED和PTHREAD_CANCEL_ASYCHRONOUS，仅当Cancel状态为Enable时有效， 分

别表示收到信号后继续运行至下一个取消点再退出和立即执行取消动作（退出）；oldtype如果不为NULL则存入运来的取消动作类型值。

void pthread_testcancel(void)

检查本线程是否处于Canceld状态，如果是，则进行取消动作，否则直接返回。

Posix线程编程指南（二）

线程创建与取消

这是一个关于Posix线程编程的专栏。作者在阐明概念的基础上，将向您详细讲述Posix线程库API。本文是第二篇将向您讲述线程的私有数据。

概念及作用

在单线程程序中，我们经常要用到"全局变量"以实现多个函数间共享数据。在多线程环境下，由于数据空间是共享的， 因此全局变量也为所有线程所共有。但有时应用程序设计中

有必要提供线程私有的全局变量，仅在某个线程中有效， 但却可以跨多个函数访问，比如程序可能需要每个线程维护一个链表，而使用相同的函数操作， 最简单的办法就是使用同

名而不同变量地址的线程相关数据结构。这样的数据结构可以由Posix线程库维护，称为线程私有数据（Thread-specific Data，或TSD）。

创建和注销

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static struct pthread_key_struct pthread_keys[PTHREAD_KEYS_MAX] = { { 0, NULL } };

创建一个TSD就相当于将结构数组中的某一项设置为"in_use"，并将其索引返回给*key，然后设置destructor函数为destr_function。

注销一个TSD采用如下API：

int pthread_key_delete(pthread_key_t key)

这个函数并不检查当前是否有线程正使用该TSD， 也不会调用清理函数 （destr_function） ， 而只是将TSD释放以供下一次调用pthread_key_create()使用。 在LinuxThreads

中，它还会将与之相关的线程数据项设为NULL（见"访问"）。

访问

TSD的读写都通过专门的Posix Thread函数进行，其API定义如下：

int pthread_setspecific(pthread_key_t key, const void *pointer)

void * pthread_getspecific(pthread_key_t key)

/ PTHREAD_KEY_2NDLEVEL_SIZE)

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