linux下C語言多線程編程實例

創建兩個線程來實現對一個數的遞加。
或許這個實例沒有實際運用的價值，但是稍微改動一下，我們就可以用到其他地方去拉。

下面是我們的代碼：
/*thread_example.c : c multiple thread programming in linux
*author : falcon
*E-mail : [email protected]
*/
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <string.h>
#define MAX 10
pthread_t thread[2];
pthread_mutex_t mut;
int number=0, i;
void *thread1()
{
printf ("thread1 : I'm thread 1\n");
for (i = 0; i < MAX; i++)
{
printf("thread1 : number = %d\n",number);
pthread_mutex_lock(&mut);
number++;
pthread_mutex_unlock(&mut);
sleep(2);
}
printf("thread1 :主函數在等我完成任務嗎？\n");
pthread_exit(NULL);
}
void *thread2()
{
printf("thread2 : I'm thread 2\n");
for (i = 0; i < MAX; i++)
{
printf("thread2 : number = %d\n",number);
pthread_mutex_lock(&mut);
number++;
pthread_mutex_unlock(&mut);
sleep(3);
}
printf("thread2 :主函數在等我完成任務嗎？\n");
pthread_exit(NULL);
}
void thread_create(void)
{
int temp;
memset(&thread, 0, sizeof(thread)); //comment1
/*創建線程*/
if((temp = pthread_create(&thread[0], NULL, thread1, NULL)) != 0) //comment2
printf("線程1創建失敗!\n");
else
printf("線程1被創建\n");
if((temp = pthread_create(&thread[1], NULL, thread2, NULL)) != 0) //comment3
printf("線程2創建失敗");
else
printf("線程2被創建\n");
}
void thread_wait(void)
{
/*等待線程結束*/
if(thread[0] !=0) { //comment4
pthread_join(thread[0],NULL);
printf("線程1已經結束\n");
}
if(thread[1] !=0) { //comment5
pthread_join(thread[1],NULL);
printf("線程2已經結束\n");
}
}
int main()
{
/*用默認屬性初始化互斥鎖*/
pthread_mutex_init(&mut,NULL);
printf("我是主函數哦，我正在創建線程，呵呵\n");
thread_create();
printf("我是主函數哦，我正在等待線程完成任務阿，呵呵\n");
thread_wait();
return 0;
}


下面我們先來編譯、執行一下

引文:

falcon@falcon:~/program/c/code/ftp$ gcc -lpthread -o thread_example thread_example.c
falcon@falcon:~/program/c/code/ftp$ ./thread_example
我是主函數哦，我正在創建線程，呵呵
線程1被創建
線程2被創建
我是主函數哦，我正在等待線程完成任務阿，呵呵
thread1 : I'm thread 1
thread1 : number = 0
thread2 : I'm thread 2
thread2 : number = 1
thread1 : number = 2
thread2 : number = 3
thread1 : number = 4
thread2 : number = 5
thread1 : number = 6
thread1 : number = 7
thread2 : number = 8
thread1 : number = 9
thread2 : number = 10
thread1 :主函數在等我完成任務嗎？
線程1已經結束
thread2 :主函數在等我完成任務嗎？
線程2已經結束



實例代碼裏頭的註釋應該比較清楚了吧，下面我把網路上介紹上面涉及到的幾個函數和變量給引用過來。

引文:

線程相關操作

一 pthread_t

pthread_t在頭文件/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定義：
　　typedef unsigned long int pthread_t;
　　它是一個線程的標識符。

二 pthread_create

函數pthread_create用來創建一個線程，它的原型爲：
　　extern int pthread_create __P ((pthread_t *__thread, __const pthread_attr_t *__attr,
　　void *(*__start_routine) (void *), void *__arg));
　　第一個參數爲指向線程標識符的指針，第二個參數用來設置線程屬性，第三個參數是線程運行函數的起始地址，最後一個參數是運行函數的參數。這裏，我們的函數thread不需要參數，所以最後一個參數設爲空指針。第二個參數我們也設爲空指針，這樣將生成默認屬性的線程。對線程屬性的設定和修改我們將在下一節闡述。當創建線程成功時，函數返回0，若不爲0則說明創建線程失敗，常見的錯誤返回代碼爲EAGAIN和EINVAL。前者表示系統限制創建新的線程，例如線程數目過多了；後者表示第二個參數代表的線程屬性值非法。創建線程成功後，新創建的線程則運行參數三和參數四確定的函數，原來的線程則繼續運行下一行代碼。

三 pthread_join pthread_exit
　　
函數pthread_join用來等待一個線程的結束。函數原型爲：
　　extern int pthread_join __P ((pthread_t __th, void **__thread_return));
　　第一個參數爲被等待的線程標識符，第二個參數爲一個用戶定義的指針，它可以用來存儲被等待線程的返回值。這個函數是一個線程阻塞的函數，調用它的函數將一直等待到被等待的線程結束爲止，當函數返回時，被等待線程的資源被收回。一個線程的結束有兩種途徑，一種是象我們上面的例子一樣，函數結束了，調用它的線程也就結束了；另一種方式是通過函數pthread_exit來實現。它的函數原型爲：
　　extern void pthread_exit __P ((void *__retval)) __attribute__ ((__noreturn__));
　　唯一的參數是函數的返回代碼，只要pthread_join中的第二個參數thread_return不是NULL，這個值將被傳遞給 thread_return。最後要說明的是，一個線程不能被多個線程等待，否則第一個接收到信號的線程成功返回，其餘調用pthread_join的線程則返回錯誤代碼ESRCH。
　　在這一節裏，我們編寫了一個最簡單的線程，並掌握了最常用的三個函數pthread_create，pthread_join和pthread_exit。下面，我們來了解線程的一些常用屬性以及如何設置這些屬性。


互斥鎖相關

互斥鎖用來保證一段時間內只有一個線程在執行一段代碼。

一 pthread_mutex_init

函數pthread_mutex_init用來生成一個互斥鎖。NULL參數表明使用默認屬性。如果需要聲明特定屬性的互斥鎖，須調用函數 pthread_mutexattr_init。函數pthread_mutexattr_setpshared和函數 pthread_mutexattr_settype用來設置互斥鎖屬性。前一個函數設置屬性pshared，它有兩個取值， PTHREAD_PROCESS_PRIVATE和PTHREAD_PROCESS_SHARED。前者用來不同進程中的線程同步，後者用於同步本進程的不同線程。在上面的例子中，我們使用的是默認屬性PTHREAD_PROCESS_ PRIVATE。後者用來設置互斥鎖類型，可選的類型有PTHREAD_MUTEX_NORMAL、PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK、 PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE和PTHREAD _MUTEX_DEFAULT。它們分別定義了不同的上所、解鎖機制，一般情況下，選用最後一個默認屬性。

二 pthread_mutex_lock pthread_mutex_unlock pthread_delay_np

　　 pthread_mutex_lock聲明開始用互斥鎖上鎖，此後的代碼直至調用pthread_mutex_unlock爲止，均被上鎖，即同一時間只能被一個線程調用執行。當一個線程執行到pthread_mutex_lock處時，如果該鎖此時被另一個線程使用，那此線程被阻塞，即程序將等待到另一個線程釋放此互斥鎖。



注意：

1 需要說明的是，上面的兩處sleep不光是爲了演示的需要，也是爲了讓線程睡眠一段時間，讓線程釋放互斥鎖，等待另一個線程使用此鎖。下面的參考資料1裏頭說明了該問題。但是在linux下好像沒有pthread_delay_np那個函數（我試了一下，提示沒有定義該函數的引用），所以我用了sleep來代替，不過參考資料2中給出另一種方法，好像是通過pthread_cond_timedwait來代替，裏頭給出了一種實現的辦法。

2 請千萬要注意裏頭的註釋comment1-5，那是我花了幾個小時才找出的問題所在。
如果沒有comment1和comment4,comment5,將導致在pthread_join的時候出現段錯誤，另外，上面的comment2和comment3是根源所在，所以千萬要記得寫全代碼。因爲上面的線程可能沒有創建成功，導致下面不可能等到那個線程結束，而在用pthread_join的時候出現段錯誤（訪問了未知的內存區）。另外，在使用memset的時候，需要包含string.h頭文件哦


參考資料：

1。Linux下的多線程編程
[url]http://linux.chinaunix.net/doc/program/2001-08-11/642.shtml[/url]
2。pthread_delay_np（這裏頭有個關於posix條件變量的例子）
[url]http://bbs.chinaunix.net/archiver/?tid-584593.html[/url]
3。pthread_join和段錯誤（非常感謝這裏頭的哥們，千萬要看哦）
[url]http://www.bczs.net/xml/2005/11/5/4374188.xml[/url]
4。posix線程編程指南［學習linux下多線程，不看這個你會後悔的］
[url]http://www.linuxforum.net/forum/showflat.php?Cat=&Board=program&Number=294073&page=0&view=collapsed&sb=5&o=7&fpart=[/url]