Linux线程之线程的创建、属性、回收、退出、取消方式_F11

1. 线程号

进程号在系统中唯一，但线程号只在其所属进程环境中有效。

（1）pthread_self函数

#include<pthread.h>

pthread_t pthread_self(void);

功能：

获取线程号

返回值：

调用此函数线程的ID

pthread_self示例：

#include<stdio.h>

#include<pthread.h>

int main(int argc, const char* argv[]) {

pthread_t tid = 0;

tid = pthread_self();

printf("当前线程id：%lu.\n", tid);

return 0;

}

编译时需要加上-pthread链接到pthread库

运行结果：

（2）pthread_equal函数

int pthraed_equal(pthread_t t1, pthread_t t2);

功能：

判断线程号t1、t2是否相等。

返回值：

相等：非0

不等：0

pthread_equal示例：

#include<stdio.h>

#include<pthread.h>

int main(int argc, const char* argv[]) {

pthread_t tid = 0;

tid = pthread_self();

if (pthread_equal(tid, pthread_self())) {

printf("线程id相等.\n");

} else {

printf("线程id不等.\n");

}

return 0;

}

运行结果：

2. 线程的创建

pthread_create函数

#include<pthread.h>

int pthread_create(pthread_t* thread, const pthread_attr_t* attr,

void* (*start_coutine)(void*), void* arg);

功能：

创建一个线程。

参数：

thread：线程id地址，为传出参数；

attr：线程属性结构体，通常设置为NULL；

start_routine：线程函数入口地址

arg：传给线程函数的参数；

返回值：

成功：0

失败：非0，未设置errno，不可使用perror。

pthread_create示例：

#include<stdio.h>

#include<pthread.h>

#include<unistd.h>

void* threadFunc(void* arg) { // 线程调度函数

int var = (int)(long)(arg);

printf("被创建线程id:%lu,传过来的参数：%d\n", pthread_self(), var);

return NULL;

}

int main(int argc, const char* argv[]) {

pthread_t tid;

int ret = -1;

// 初始化tid。因为不是所有系统中的pthread_t都是unsigned int, 因此最好使用memset初始化。

memset(&tid, 0, sizeof(tid));

// 创建线程

ret = pthread_create(&tid, NULL, threadFunc, (void*)0x3);

if (0 != ret) {

printf("线程创建失败！\n");

return 1;

}

printf("按下任意键继续...\n");

getchar();

printf("主线程id:%lu\n", pthread_self());

return 0;

}

运行结果：

3. 线程属性

typedef struct {

int etachstate; // 线程的分离状态

int schedpolicy; // 线程的调度策略

struct sched_param schedparam; // 线程的调度参数

int inheritsched; // 线程的继承性

int scope; // 线程的作用域

size_t guardsize; // 线程栈末尾的警戒缓冲区大小

int stackaddr_set; // 线程栈的设置

void* stackaddr; // 线程栈的位置

size_t stacksize; // 线程栈的大小

} pthread_attr_t;

功能：

线程属性结构体；

主要成员：

etachstate：线程的分离状态

guardsize：线程栈末尾的警戒缓冲区大小

stackaddr：线程栈的位置

stacksize：线程栈的大小

注意：

线程属性值不能直接设置，需使用相关函数进行操作。

如pthread_create之前用pthread_attr_init初始化，

之后用pthread_attr_destory释放资源。

（1）线程属性的初始化和销毁

#include<pthread.h>

int pthread_attr_init(pthread_attr_t* attr);

功能：

初始化线程属性attr。

参数：

attr：待初始化的线程属性结构体。

返回值：

成功：0

失败：错误码

int pthread_attr_destory(pthread_attr_t* attr);/*

功能：

销毁线程属性attr。

参数：

attr：线程属性结构体。

返回值：

成功：0

失败：非0错误码

（2）线程分离状态属性设置

线程分离状态：无需其他线程阻塞等待线程结束以回收已结束线程的资源，而是让内核回收已结束线程的资源。
线程非分离状态：某个线程（如主线程）阻塞等待子线程结束以回收其资源。

#include<pthread.h>

int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t* attr, int detachstate);

功能：

设置线程属性为分离。

参数：

attr：已初始化的线程属性结构体；

detachstate：是否分离：

PTHREAD_CREATE_DETACHED：分离

PTHREAD_CREATE_JOINABLE：非分离

返回值：

成功：0

失败：非0

int pthread_attr_getdetachstate(const pthread_attr_t* attr, int* detachstate);

功能：

获取线程是否分离状态

参数：

attr：线程属性结构体。

detachstate：是否分离：

PTHREAD_CREATE_DETACHED：分离

PTHREAD_CREATE_JOINABLE：非分离

返回值：

成功：0

失败：非0错误码

线程设置分离属性示例

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<string.h>

#include<unistd.h>

#include<pthread.h>

void* func(void* arg) {

printf("子线程开始...\n");

sleep(2);

printf("子线程结束...\n");

pthread_exit(NULL);

}

int main(int argc, const char* argv[]) {

int ret = -1;

pthread_t tid = -1;

pthread_attr_t attr;

// 初始化线程属性

ret = pthread_attr_init(&attr);

if (0 != ret) {

printf("线程属性初始化失败。\n");

return 1;

}

// 设置线程属性为分离状态

ret = pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);

if (0 != ret) {

printf("线程分离属性设置失败。\n");

return 1;

}

// 创建线程

ret = pthread_create(&tid, &attr, func, NULL);

if (0 != ret) {

printf("线程创建失败.\n");

return 1;

}

sleep(3);

// join看看是否为分离状态

ret = pthread_join(tid, NULL);

if (0 != ret) {

printf("线程为分离状态，无需join.\n");

} else {

printf("线程为非分离状态，已被join.\n");

}

// 销毁线程属性

ret = pthread_attr_destroy(&attr);

if (0 != ret) {

printf("线程属性销毁失败。\n");

return 1;

}

return 0;

}

运行结果：

（3）线程栈大小获取和设置

#include<pthread.h>

int pthread_attr_setstacksize(pthread_attr_t* attr, size_t stacksize);

功能：

设置线程栈大小。

参数：

attr：线程属性结构体；

stacksize：线程栈大小；

返回值：

成功：0；

失败：错误码

int pthread_attr_getstacksize(const pthread_attr_t* attr, size_t* stacksize);

功能：

获取线程栈大小。

参数：

attr：线程属性结构体指针；

stacksize：返回的线程栈大小；

返回值：

成功：0；

失败：非0错误码

4. 线程的回收

（1）pthread_join函数

主线程回收线程资源，会阻塞。

#include<pthread.h>

int pthread_join(pthread_t thread, void** retval);

功能：

类似于wait()函数。等待线程thread结束，回收线程资源；若线程已结束，则会立即返回。

参数：

thread：等待回收的线程号；

retval：存储进程退出状态的指针的地址；

返回值：

成功：0

失败：非0错误码

pthread_join示例：

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<string.h>

#include<pthread.h>

#include<unistd.h>

void* func() {

printf("子线程开始执行...\n");

sleep(3);

printf("子线程结束执行...\n");

return (void*)0x3;

}

int main(int argc, const char* argv[]) {

pthread_t tid;

int ret = -1;

void* retp = NULL;

memset(&tid, 0, sizeof(tid));

// 创建线程

ret = pthread_create(&tid, NULL, func, NULL);

if (0 != ret) {

printf("线程创建失败.\n");

return 1;

}

printf("主线程执行...\n");

// 等待线程结束 pthread_join会阻塞

ret = pthread_join(tid, &retp);

if (0 != ret) {

printf("线程join失败.\n");

return 1;

}

printf("retp: %p\n", retp);

printf("主线程退出...\n");

return 0;

}

运行结果：

（2）pthread_detach函数

内核回收线程资源，不会阻塞。

#include<pthread.h>

int pthread_detach(pthread_t thread);

功能：

使线程thread与当前进程分离，之后线程结束后的资源回收由内核完成，因此不会阻塞。

参数：

thread：线程号；

返回值：

成功：0

失败：非0

pthread_detach示例：

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<string.h>

#include<unistd.h>

#include<pthread.h>

void* func(void* arg) {

printf("子线程开始...\n");

for (int i = 0; i < 3;++i) {

sleep(1);

printf("子线程工作%ds\n", i);

}

printf("子线程结束...\n");

return NULL;

}

int main(int argc, const char* argv[]) {

int ret = -1;

pthread_t tid = -1;

// 创建线程

ret = pthread_create(&tid, NULL, func, NULL);

if (0 != ret) {

printf("线程创建失败.\n");

return 1;

}

// 设置线程分离

ret = pthread_detach(tid);

if (0 != ret) {

printf("线程分离失败.\n");

return 1;

}

printf("主线程：按回车键退出..\n");

getchar();

return 0;

}

运行结果：

线程设置为detach状态，主线程不必阻塞等待回收子线程资源，而是由内核完成。

5. 线程的退出

若在线程中用exit函数退出，则导致整个进程退出，而非退出这一个线程。

如下三者可在不结束整个进程的情况下结束线程：

a）线程从执行函数中返回；

b）线程调用pthread_exit退出线程；

c）线程被同一进程中的其它线程取消。

pthread_exit函数

#include<pthread.h>

void pthread_exit(void* retval);

功能：

退出调用线程。

参数：

retval：存储线程退出状态的指针。

6. 线程的取消

pthread_cancel函数

#include<pthread.h>

int pthread_cancel(pthread_t thread);

功能：

杀死线程thread;

参数：

thread：目标线程ID;

返回值：

成功：0

失败：非0错误码。

pthread_cancel示例：

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<string.h>

#include<unistd.h>

#include<pthread.h>

void* func(void* arg) {

printf("子线程开始...\n");

for (int i = 0; i < 5;++i) {

sleep(1);

printf("子线程工作%ds\n", i);

}

printf("子线程结束...\n");

pthread_exit(NULL);

}

int main(int argc, const char* argv[]) {

int ret = -1;

pthread_t tid = -1;

// 创建线程

ret = pthread_create(&tid, NULL, func, NULL);

if (0 != ret) {

printf("线程创建失败.\n");

return 1;

}

// 设置线程分离

ret = pthread_detach(tid);

if (0 != ret) {

printf("线程分离失败.\n");

return 1;

}

sleep(3);

pthread_cancel(tid); // 杀死线程

printf("主线程：按回车键退出..\n");

getchar();

return 0;

}

运行结果：

7. 线程使用注意事项

（1）主线程退出，而其余线程不退出，主线程应调用pthread_exit；

（2）避免僵尸线程方式：

a）pthread_join；
b）pthread_detach；
c）pthread_create前设置线程分离属性；

（3）malloc和mmap申请的内存可被其他线程释放；

（4）避免在多线程中fork，除非马上使用exec；

（5）避免多线程中使用信号机制。