Android是基於Linux內核的,而Linux是遵循POSIX線程標準的,POSIX線程庫中有一系列Pthreads API方便我們對Linux線程的操作。所以在Android中使用C/C++線程也就轉到了使用POSIX線程庫。它們都在頭文件”pthread.h”中。使用線程無非就是創建線程、線程數據傳遞、線程同步、結果返回和線程銷燬。
創建子線程
POSIX通過pthread_create()函數創建線程和pthread_exit()銷燬線程。
pthread_attr_t 屬性包括:__detachstate,表示新線程是否與進程中其他線程脫離同步,如果置位則新線程不能用pthread_join()來同步,且在退出時自行釋放所佔用的資源,缺省爲PTHREAD_CREATE_JOINABLE狀態,這個屬性可以在線程創建並運行以後用 pthread_attr_setdetachstate 來設置; __schedpolicy,表示新線程的調度策略,主要包括SCHED_OTHER(正常、非實時)、SCHED_RR(實時、輪轉法)和SCHED_FIFO(實時、先入先出)三種,缺省爲SCHED_OTHER,後兩種調度策略僅對超級用戶有效。運行時可以用過pthread_setschedparam()來改變;__schedparam,一個struct sched_param結構,目前僅有一個sched_priority整型變量,表示線程的運行優先級,這個參數僅當調度策略爲實時(即SCHED_RR或SCHED_FIFO)時纔有效;__inheritsched,有兩種值可供選擇:PTHREAD_EXPLICIT_SCHED和PTHREAD_INHERIT_SCHED,前者表示新線程使用顯式指定調度策略和調度參數(即attr中的值),而後者表示繼承調用者線程的值。缺省爲PTHREAD_EXPLICIT_SCHED;__scope,表示線程間競爭CPU的範圍,也就是說線程優先級的有效範圍。POSIX的標準中定義了兩個值:PTHREAD_SCOPE_SYSTEM和PTHREAD_SCOPE_PROCESS,前者表示與系統中所有線程一起競爭CPU時間,後者表示僅與同進程中的線程競爭CPU。
void * (start_routine)(void ):線程執行函數指針傳入,線程創建成功會調用這個函數。
void * arg:執行函數的傳入參數,線程執行函數的參數可以取得這個傳入的參數,如上面代碼中的void *data。
//線程創建函數
int pthread_create(pthread_t * thread, //新線程標識符
pthread_attr_t * attr, //新線程的運行屬性
void * (*start_routine)(void *), //線程將會執行的函數
void * arg);//執行函數的傳入參數,可以爲結構體
//線程執行函數
void *threadCallback(void *data){
LOG("Create C++ normal thread!");
//線程結束函數
pthread_exit(&thread);
}
POSIX通過也可以pthread_attr_init (attr) 函數創建線程屬性和pthread_attr_destroy (attr) 銷燬線程屬性。返回0,表示函數初始化對象成功。失敗時返回一個錯誤代碼。
attr參數:指向一個線程屬性結構的指針,結構中的元素分別對應着新線程的運行屬性。屬性對象主要包括是否綁定、是否分離、堆棧地址和大小、優先級等。默認屬性爲非綁定、非分離、默認1MB堆棧、與父進程有相同優先級。使用pthread_create()函數創建線程時,函數第二個參數爲NULL,則使用線程屬性的默認參數,其中非分離屬性需要程序退出之前運行pthread_join把各個線程歸併到一起。如果想讓線程向創建它的線程返回數據,就必須這樣做。但是如果既不需要第二個線程向主線程返回信息,也不需要主線程等待它,可以設置分離屬性,創建“脫離線程”。
//創建線程屬性
int pthread_attr_init(pthread_attr_t* __attr);
//銷燬線程屬性
int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t* __attr);
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
const char message[] = "Hello, Linux.";
int thread_finished = 0;
void thread_function(void *arg)
{
pthread_t newthid;
newthid = pthread_self();
printf("New thread, thread ID = %lu, argument is: %s\n",
newthid, (char*)arg);
sleep(3);
printf("New thread sets thread_finished flag and exits.\n");
thread_finished = 1;
pthread_exit(NULL);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int ret;
pthread_t thid;
pthread_attr_t attr;
ret = pthread_attr_init(&attr);
if(ret != 0){
printf("Error pthread_attr_init()!");
exit(EXIT_FAILURE); //線程屬性初始化出錯退出
}
ret = pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
if(ret != 0){
printf("Error pthread_attr_setdetachstate()!");
exit(EXIT_FAILURE); //線程分離屬性設置出錯退出
}
//創建一個線程
ret = pthread_create(&thid, &attr, (void*)&thread_function, (void*)message);
if(ret != 0){
printf("Error pthread_create()!");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//銷燬線程屬性結構,它在重新初始化之前不能重新使用
pthread_attr_destroy(&attr);
while(!thread_finished){
printf("Main thread, waiting for other thread finished...\n");
sleep(1);
}
printf("Other thread fiinshed. Bye!\n");
return 0;
}
線程鎖,線程條件變量
多線程要解決的最大的問題就是線程同步問題,java中使用同步鎖的,在POSIX線程庫中同樣有這個樣的方法,mutex函數可以保持線程同步。
pthread_mutex_t 用於創建線程鎖對象 如:pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_init:用於初始化phread_mutex_t鎖對象 如:pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
phread_mutex_destory:用於銷燬pthread_mutex_t鎖對象 如:pthread_mutex_destory(&mutex);
phread_cond_t:用於創建線程條件對象 如:pthread_cont_t cond;
phread_cond_init:用於初始化pthread_cont_t條件對象 如:pthread_cond_init(&cond,NULL);
pthread_cond_destory:用於銷燬pthread_cond_t條件對象 如:pthread_cond_destory(&cond);
pthread_mutex_lock:用於上鎖mutex,本線程上鎖後的其他變量是不能被別的線程操作的 如:pthread_mutex_lock(&mutex);
pthread_mulex_unlock:用於解鎖mutex,解鎖後的其他變量可以被其他線程操作 如:pthread_mutex_unlock(&mutex);
pthread_cond_signal:用於發出條件信號 如:pthread_cond_signal(&mutex,&cond);
pthread_cond_wait:用於線程阻塞等待,直到pthread_cond_signal發出條件信號後才執行退出線程阻塞執行後面的操作。
#include <jni.h>
#include "pthread.h"
#include "queue"
#include "unistd.h"
//生產者
pthread_t product;
//消費者
pthread_t custom;
pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;
std::queue<int> queue;
void *productCallback(void *data){
while(1){
pthread_mutex_lock(&mutex);
queue.push(1);
LOG("生產者生產一個產品,通知消費者消費,產品數量爲:%d",queue.size());
pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
sleep(5);
}
pthread_exit(&product);
}
//消費者線程
void *customCallback(void *data){
while (1){
//爲線程加鎖
pthread_mutex_lock(&mutex);
if(queue.size()>0){
queue.pop();
LOG("消費者消費產品,產品數量還剩餘:%d",queue.size());
}else{
LOG("沒有產品可以消費,等待中....");
//阻塞線程等待生產者生產
pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
}
//爲線程解鎖
pthread_mutex_unlock(&mutex);
//線程睡5秒鐘
usleep(500*1000);
}
//結束線程
pthread_exit(&custom);
}
extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_xy_jni_jnithreaddemo_feature_JniThread_createPuCuThread(JNIEnv *env, jobject instance) {
//初始化線程鎖對象
pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
//初始化線程條件對象
pthread_cond_init(&cond,NULL);
//創建生產者線程對象
pthread_create(&product,NULL,productCallback,NULL);
//創建消費者線程對象
pthread_create(&custom,NULL,customCallback,NULL);
}