Linux多线程编程学习


一、什么是线程？

      线程是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器，一组寄存器和栈)，但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。

二、什么时候使用多线程？

     当多个任务可以并行执行时，可以为每个任务启动一个线程。

三、线程的创建

     使用pthread_create函数。
  1. #include<pthread.h>   
  2. int pthread_create (pthread_t *__restrict __newthread,//新创建的线程ID   
  3.                __const pthread_attr_t *__restrict __attr,//线程属性   
  4.                void *(*__start_routine) (void *),//新创建的线程从start_routine开始执行   
  5.                void *__restrict __arg)//执行函数的参数  
返回值：成功-0，失败-返回错误编号，可以用strerror(errno)函数得到错误信息

四、线程的终止

   三种方式
  • 线程从执行函数返回，返回值是线程的退出码
  • 线程被同一进程的其他线程取消
  • 调用pthread_exit()函数退出。这里不是调用exit，因为线程调用exit函数，会导致线程所在的进程退出。

一个小例子：

启动两个线程，一个线程对全局变量num执行加1操作，执行五百次，一个线程对全局变量执行减1操作，同样执行五百次。

  1. #include <stdio.h>   
  2. #include <stdlib.h>   
  3. #include <pthread.h>   
  4. #include <unistd.h>   
  5. #include <string.h>   
  6.   
  7. int num=0;  
  8. void *add(void *arg) {//线程执行函数，执行500次加法   
  9.     int i = 0,tmp;  
  10.     for (; i <500; i++)  
  11.     {  
  12.         tmp=num+1;  
  13.         num=tmp;  
  14.         printf("add+1,result is:%d\n",num);  
  15.     }  
  16.     return ((void *)0);  
  17. }  
  18. void *sub(void *arg)//线程执行函数，执行500次减法   
  19. {  
  20.     int i=0,tmp;  
  21.     for(;i<500;i++)  
  22.     {  
  23.         tmp=num-1;  
  24.         num=tmp;  
  25.         printf("sub-1,result is:%d\n",num);  
  26.     }  
  27.     return ((void *)0);  
  28. }  
  29. int main(int argc, char** argv) {  
  30.       
  31.     pthread_t tid1,tid2;  
  32.     int err;  
  33.     void *tret;  
  34.     err=pthread_create(&tid1,NULL,add,NULL);//创建线程   
  35.     if(err!=0)  
  36.     {  
  37.         printf("pthread_create error:%s\n",strerror(err));  
  38.         exit(-1);  
  39.     }  
  40.     err=pthread_create(&tid2,NULL,sub,NULL);  
  41.     if(err!=0)  
  42.     {  
  43.         printf("pthread_create error:%s\n",strerror(err));  
  44.          exit(-1);  
  45.     }  
  46.     err=pthread_join(tid1,&tret);//阻塞等待线程id为tid1的线程，直到该线程退出   
  47.     if(err!=0)  
  48.     {  
  49.         printf("can not join with thread1:%s\n",strerror(err));  
  50.         exit(-1);  
  51.     }  
  52.     printf("thread 1 exit code %d\n",(int)tret);  
  53.     err=pthread_join(tid2,&tret);  
  54.     if(err!=0)  
  55.     {  
  56.         printf("can not join with thread1:%s\n",strerror(err));  
  57.         exit(-1);  
  58.     }  
  59.     printf("thread 2 exit code %d\n",(int)tret);  
  60.     return 0;  
  61. }  
使用g++编译该文件（g++ main.cpp -o main)。此时会报错undefined reference to `pthread_create'。


报这个错误的原因是：pthread库不是linux默认的库，所以在编译时候需要指明libpthread.a库。

解决方法：在编译时，加上-lpthread参数。

执行结果：


乍一看，结果是对的，加500次，减500次，最后结果为0。但是仔细看所有的输出，你会发现有异样的东西。


    导致这个不和谐出现的原因是，两个线程可以对同一变量进行修改。假如线程1执行tmp=50+1后，被系统中断，此时线程2对num=50执行了减一操作，当线程1恢复，在执行num=tmp=51。而正确结果应为50。所以当多个线程对共享区域进行修改时，应该采用同步的方式。

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