Linux多线程题库.doc

LINUX多线程 课程内容 linux下的多线程库介绍，多线程的创建与终止，多线程的控制，多线程的同步与互斥。 目 录 1. Linux多线程概述 1 1.1. 概述 1 1.2. 线程创建的Linux实现 2 2. 线程的创建 2 3. 线程的终止 3 3.1. 线程正常终止 3 3.2. 线程的取消 5 3.3. 线程终止清理函数 5 4. 线程的同步与互斥 7 4.1. 线程的互斥 7 4.2. 线程的同步 11 Linux多线程概述 概述 相对进程而言，线程是一个更加接近于执行体的概念，它可以与同进程中的其他线程共享数据，但拥有自己的栈空间，拥有独立的执行序列。同多进程一样，多线程程序并不能真正提高程序的运行速度。在实际应用中，多线程通常仅仅是为了方便程序设计，具体的说，通常是用于有阻塞调用的场合，比如io的read,socket的recv等，以提高响应速度。 线程和进程在使用上各有优缺点：线程执行开销小，但不利于资源的管理和保护；而进程正相反。从可移植性来讲，多进程的可移植性要好些 。 线程创建的Linux实现 Linux的线程是通过用户级的函数库实现的，内核提供的是创建进程的接口do_fork()。内核提供了两个系统调用__clone()和fork()，最终都用不同的参数调用do_fork()。当然，要想实现线程，没有核心对多进程（其实是轻量级进程）共享数据段的支持是不行的，因此，do_fork()提供了很多参数，包括CLONE_VM（共享内存空间）、CLONE_FS（共享文件系统信息）、CLONE_FILES（共享文件描述符表）、CLONE_SIGHAND（共享信号句柄表）和CLONE_PID（共享进程ID，仅对核内进程，即0号进程有效）。当使用fork系统调用时，内核调用do_fork()不使用任何共享属性，进程拥有独立的运行环境，而使用pthread_create()来创建线程时,则最终设置了所有这些属性来调用__clone()，而这些参数又全部传给核内的do_fork()，从而创建的进程拥有共享的运行环境，只有栈是独立的，由__clone()传入。 按通俗的话讲，Linux线程就是轻量级的进程。 线程的创建 函数原型： #include pthread.h int pthread_create( pthread_t * thread, pthread_attr_t * attr, void *(*start_routine)(void *), void * arg); thread是传出参数，保存新线程的标识； attr是一个结构体指针，结构中的元素分别指定新线程的运行属性,各成员属性为： __detachstate,表示新线程是否与进程中其他线程脱离同步，如果置位则新线程不能用pthread_join()来同步，且在退出时自行释放所占用的资源。缺省为PTHREAD_CREATE_JOINABLE状态。这个属性也可以在线程创建并运行以后用pthread_detach()来设置，而一旦设置为PTHREAD_CREATE_DETACH状态（不论是创建时设置还是运行时设置）则不能再恢复到PTHREAD_CREATE_JOINABLE状态。 __schedpolicy，表示新线程的调度策略，主要包括SCHED_OTHER（正常、非实时）、SCHED_RR（实时、轮转法）和SCHED_FIFO（实时、先入先出）三种，缺省为SCHED_OTHER，后两种调度策略仅对超级用户有效。运行时可以用过pthread_setschedparam()来改变。 __schedparam，一个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Linux仅实现了PTHREAD_SCOPE_SYSTEM一值