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40 浏览量 2022-09-21 05:25:16 上传评论收藏 2KB ZIP 举报

在Linux操作系统中，线程是进程内的一个执行流，它共享进程的地址空间和其他资源，因此线程间的通信和协作非常高效。本教程将重点介绍如何在Linux环境下创建线程以及线程的基本使用。我们需要理解线程的概念。线程是操作系统调度的基本单位，一个进程中可以有多个线程并发执行。它们共用同一堆内存、全局变量和打开的文件描述符，而每个线程有自己的栈空间，用于存储局部变量和函数调用时的上下文。在Linux中，线程的创建主要通过系统调用来实现，最常用的是`pthread_create`函数。这个函数定义在`pthread.h`头文件中，原型如下： ```c int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void*), void *arg); ``` 参数说明如下： 1. `thread`：指向新创建线程的句柄，类型为`pthread_t`。 2. `attr`：指向线程属性的指针，如果不需要特殊设置，可以传递NULL，使用默认属性。 3. `start_routine`：线程启动函数，当新线程被创建并开始运行时，会执行这个函数。 4. `arg`：传递给线程启动函数的参数。下面是一个简单的线程创建示例： ```c #include <stdio.h> #include <pthread.h> void* thread_func(void* arg) { printf("Hello, World from new thread!\n"); return NULL; } int main() { pthread_t tid; int ret = pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL); if (ret != 0) { printf("Error creating thread: %s\n", strerror(ret)); return 1; } printf("Main thread continues...\n"); pthread_join(tid, NULL); // 等待新线程结束 return 0; } ``` 在上面的例子中，`pthread_create`创建了一个新的线程，该线程运行`thread_func`函数。`pthread_join`用于阻塞主线程，直到新线程结束。除了基本的线程创建，我们还需要了解线程的属性（`pthread_attr_t`）和其相关设置，如栈大小、调度策略和优先级等。另外，线程的互斥和同步是多线程编程中的重要概念，通常通过互斥量（`pthread_mutex_t`）、条件变量（`pthread_cond_t`）和信号量（`sem_t`）来实现。互斥量用于保护临界区，确保同一时间只有一个线程能访问特定资源，避免数据竞争。例如： ```c pthread_mutex_t mutex; pthread_mutex_init(&mutex, NULL); // 在临界区加锁 pthread_mutex_lock(&mutex); // ... 执行操作 ... pthread_mutex_unlock(&mutex); ``` 条件变量则允许线程等待某个特定条件满足后再继续执行，常用于线程间的协作。信号量则是一种更通用的同步机制，可实现资源的计数限制。在实际开发中，理解并熟练运用这些线程管理工具，能有效提高多线程程序的稳定性和性能。在更高级的用法中，还可以涉及线程池、线程局部存储等概念，这些都是多线程编程中的重要知识点。通过阅读`create_a_thread_under_linux.txt`文件，你将能够获得更深入的实践指导，进一步掌握Linux下线程的创建和管理。记住，良好的多线程设计是构建高性能、可扩展系统的关键。

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前言:Linux下线程的创建介绍在Linux下线程的创建和基本的使用. Linux下的线程是一个非常复杂的问题,由于我对线程的学习不时很好,我在这里只是简单的介绍线程的创建和基本的使用,关于线程的高级使用(如线程的属性,线程的互斥,线程的同步等等问题)可以参考我后面给出的资料. 现在关于线程的资料在网络上可以找到许多英文资料,后面我罗列了许多链接,对线程的高级属性感兴趣的话可以参考一下. 等到我对线程的了解比较深刻的时候,我回来完成这篇文章.如果您对线程了解的详尽我也非常高兴能够由您来完善. 先介绍什么是线程.我们编写的程序大多数可以看成是单线程的.就是程序是按照一定的顺序来执行.如果我们使用线程的话,程序就会在我们创建线成的地方分叉,变成两个"程序"在执行.粗略的看来好象和子进程差不多的,其实不然.子进程是通过拷贝父进程的地址空间来执行的.而线程是通过共享程序代码来执行的,讲的通俗一点就是线程的相同的代码会被执行几次.使用线程的好处是可以节省资源,由于线程是通过共享代码的,所以没有进程调度那么复杂. 线程的创建和使用线程的创建是用下面的几个函数来实现的. #include int pthread_create(pthread_t *thread,pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *),void *arg); void pthread_exit(void *retval); int pthread_join(pthread *thread,void **thread_return); pthread_create创建一个线程,thread是用来表明创建线程的ID,attr指出线程创建时候的属性,我们用NULL来表明使用缺省属性.start_routine函数指针是线程创建成功后开始执行的函数,arg是这个函数的唯一一个参数.表明传递给start_routine的参数. pthread_exit函数和exit函数类似用来退出线程.这个函数结束线程,释放函数的资源,并在最后阻塞,直到其他线程使用pthread_join函数等待它.然后将*retval的值传递给**thread_return.由于这个函数释放所以的函数资源,所以retval不能够指向函数的局部变量. pthread_join和wait调用一样用来等待指定的线程. 下面我们使用一个实例来解释一下使用方法.在实践中,我们经常要备份一些文件.下面这个程序可以实现当前目录下的所有文件备份.备份后的后缀名为bak #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define BUFFER 512 struct copy_file { int infile; int outfile; }; void *copy(void *arg) { int infile,outfile; int bytes_read,bytes_write,*bytes_copy_p; char buffer[BUFFER],*buffer_p; struct copy_file *file=(struct copy_file *)arg; infile=file->infile; outfile=file->outfile; /* 因为线程退出时,所有的变量空间都要被释放,所以我们只好自己分配内存了 */ if((bytes_copy_p=(int *)malloc(sizeof(int)))==NULL) pthread_exit(NULL); bytes_read=bytes_write=0; *bytes_copy_p=0; /* 还记得怎么拷贝文件吗 */ while((bytes_read=read(infile,buffer,BUFFER))!=0) { if((bytes_read==-1)&&(errno!=EINTR))break; else if(bytes_read>0) { buffer_p=buffer; while((bytes_write=write(outfile,buffer_p,bytes_read))!=0) { if((bytes_write==-1)&&(errno!=EINTR))break; else if(bytes_write==bytes_read)break; else if(bytes_write>0) { buffer_p+=bytes_write; bytes_read-=bytes_write; } } if(bytes_write==-1)break; *bytes_copy_p+=bytes_read; } } close(infile); close(outfile); pthread_exit(bytes_copy_p); } int main(int argc,char **argv) { pthread_t *thread; struct copy_file *file; int byte_copy,*byte_copy_p,num,i,j; char filename[BUFFER]; struct dirent **namelist; struct stat filestat; /* 得到当前路径下面所有的文件(包含目录)的个数 */ if((num=scandir(".",&namelist,0,alphasort))<0) { fprintf(stderr,"Get File Num Error:%s\n\a",strerror(errno)); exit(1); } /* 给线程分配空间,其实没有必要这么多的 */ if(((thread=(pthread_t *)malloc(sizeof(pthread_t)*num))==NULL)|| ((file=(struct copy_file *)malloc(sizeof(struct copy_file)*num))==NULL)) { fprintf(stderr,"Out Of Memory!\n\a"); exit(1); } for(i=0,j=0;i { memset(filename,'\0',BUFFER); strcpy(filename,namelist[i]->d_name); if(stat(filename,&filestat)==-1) { fprintf(stderr,"Get File Information:%s\n\a",strerror(errno)); exit(1); } /* 我们忽略目录 */ if(!S_ISREG(filestat.st_mode))continue; if((file[j].infile=open(filename,O_RDONLY))<0) { fprintf(stderr,"Open %s Error:%s\n\a",filename,strerror(errno)); continue; } strcat(filename,".bak"); if((file[j].outfile=open(filename,O_WRONLY|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR))<0) { fprintf(stderr,"Creat %s Error:%s\n\a",filename,strerror(errno)); continue; } /* 创建线程,进行文件拷贝 */ if(pthread_create(&thread[j],NULL,copy,(void *)&file[j])!=0) fprintf(stderr,"Create Thread[%d] Error:%s\n\a",i,strerror(errno)); j++; } byte_copy=0; for(i=0;i { /* 等待线程结束 */ if(pthread_join(thread[i],(void **)&byte_copy_p)!=0) fprintf(stderr,"Thread[%d] Join Error:%s\n\a", i,strerror(errno)); else { if(bytes_copy_p==NULL)continue; printf("Thread[%d] Copy %d bytes\n\a",i,*byte_copy_p); byte_copy+=*byte_copy_p; /* 释放我们在copy函数里面创建的内存 */ free(byte_copy_p); } } printf("Total Copy Bytes %d\n\a",byte_copy); free(thread); free(file); exit(0); } 线程的介绍就到这里了,关于线程的其他资料可以查看下面这写链接. Getting Started With POSIX Threads The LinuxThreads library

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