Linux多線程開發（十八）
線程概述
線程概述
線程和進程區別
線程之間共享和非共享資源
NPTL
線程創建
代碼
1 /* 2 一般情況下,main函數所在的線程我們稱之爲主線程（main線程），其餘創建的線程 3 稱之爲子線程。 4 程序中默認只有一個進程，fork()函數調用，2進行 5 程序中默認只有一個線程，pthread_create()函數調用，2個線程。 6 7 #include <pthread.h> 8 int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, 9 void *(*start_routine) (void *), void *arg); 10 11 - 功能：創建一個子線程 12 - 參數： 13 - thread：傳出參數，線程創建成功後，子線程的線程ID被寫到該變量中。 14 - attr : 設置線程的屬性，一般使用默認值，NULL 15 - start_routine : 函數指針，這個函數是子線程需要處理的邏輯代碼 16 - arg : 給第三個參數使用，傳參 17 - 返回值： 18 成功：0 19 失敗：返回錯誤號。這個錯誤號和之前errno不太一樣。 20 獲取錯誤號的信息： char * strerror(int errnum); 21 22 */ 23 #include <stdio.h> 24 #include <pthread.h> 25 #include <string.h> 26 #include <unistd.h> 27 28 void * callback(void * arg) { 29 printf("child thread...\n"); 30 printf("arg value: %d\n", *(int *)arg); 31 return NULL; 32 } 33 34 int main() { 35 36 pthread_t tid; 37 38 int num = 10; 39 40 // 創建一個子線程 41 int ret = pthread_create(&tid, NULL, callback, (void *)&num); 42 43 if(ret != 0) { 44 char * errstr = strerror(ret); 45 printf("error : %s\n", errstr); 46 } 47 48 for(int i = 0; i < 5; i++) { 49 printf("%d\n", i); 50 } 51 52 sleep(1); 53 54 return 0; // exit(0); 55 }
終止線程
代碼
1 /* 2 3 #include <pthread.h> 4 void pthread_exit(void *retval); 5 功能：終止一個線程，在哪個線程中調用，就表示終止哪個線程 6 參數： 7 retval:需要傳遞一個指針，作爲一個返回值，可以在pthread_join()中獲取到。 8 9 pthread_t pthread_self(void); 10 功能：獲取當前的線程的線程ID 11 12 int pthread_equal(pthread_t t1, pthread_t t2); 13 功能：比較兩個線程ID是否相等 14 不同的操作系統，pthread_t類型的實現不一樣，有的是無符號的長整型，有的 15 是使用結構體去實現的。 16 */ 17 #include <stdio.h> 18 #include <pthread.h> 19 #include <string.h> 20 21 void * callback(void * arg) { 22 printf("child thread id : %ld\n", pthread_self()); 23 return NULL; // pthread_exit(NULL); 24 } 25 26 int main() { 27 28 // 創建一個子線程 29 pthread_t tid; 30 int ret = pthread_create(&tid, NULL, callback, NULL); 31 32 if(ret != 0) { 33 char * errstr = strerror(ret); 34 printf("error : %s\n", errstr); 35 } 36 37 // 主線程 38 for(int i = 0; i < 5; i++) { 39 printf("%d\n", i); 40 } 41 42 printf("tid : %ld, main thread id : %ld\n", tid ,pthread_self()); 43 44 // 讓主線程退出,當主線程退出時，不會影響其他正常運行的線程。 45 pthread_exit(NULL); 46 47 printf("main thread exit\n"); 48 49 return 0; // exit(0); 50 }
pthread_self當前進程的id
連接已終止的線程
代碼
1 /* 2 #include <pthread.h> 3 int pthread_join(pthread_t thread, void **retval); 4 - 功能：和一個已經終止的線程進行連接 5 回收子線程的資源 6 這個函數是阻塞函數，調用一次只能回收一個子線程 7 一般在主線程中使用 8 - 參數： 9 - thread：需要回收的子線程的ID 10 - retval: 接收子線程退出時的返回值 11 - 返回值： 12 0 : 成功 13 非0 : 失敗，返回的錯誤號 14 */ 15 16 #include <stdio.h> 17 #include <pthread.h> 18 #include <string.h> 19 #include <unistd.h> 20 21 int value = 10; 22 23 void * callback(void * arg) { 24 printf("child thread id : %ld\n", pthread_self()); 25 // sleep(3); 26 // return NULL; 27 // int value = 10; // 局部變量 28 pthread_exit((void *)&value); // return (void *)&value; 29 } 30 31 int main() { 32 33 // 創建一個子線程 34 pthread_t tid; 35 int ret = pthread_create(&tid, NULL, callback, NULL); 36 37 if(ret != 0) { 38 char * errstr = strerror(ret); 39 printf("error : %s\n", errstr); 40 } 41 42 // 主線程 43 for(int i = 0; i < 5; i++) { 44 printf("%d\n", i); 45 } 46 47 printf("tid : %ld, main thread id : %ld\n", tid ,pthread_self()); 48 49 // 主線程調用pthread_join()回收子線程的資源 50 int * thread_retval; 51 ret = pthread_join(tid, (void **)&thread_retval); 52 53 if(ret != 0) { 54 char * errstr = strerror(ret); 55 printf("error : %s\n", errstr); 56 } 57 58 printf("exit data : %d\n", *thread_retval); 59 60 printf("回收子線程資源成功！\n"); 61 62 // 讓主線程退出,當主線程退出時，不會影響其他正常運行的線程。 63 pthread_exit(NULL); 64 65 return 0; 66 }
線程的分離
代碼
1 /* 2 #include <pthread.h> 3 int pthread_detach(pthread_t thread); 4 - 功能：分離一個線程。被分離的線程在終止的時候，會自動釋放資源返回給系統。 5 1.不能多次分離，會產生不可預料的行爲。 6 2.不能去連接一個已經分離的線程，會報錯。 7 - 參數：需要分離的線程的ID 8 - 返回值： 9 成功：0 10 失敗：返回錯誤號 11 */ 12 #include <stdio.h> 13 #include <pthread.h> 14 #include <string.h> 15 #include <unistd.h> 16 17 void * callback(void * arg) { 18 printf("chid thread id : %ld\n", pthread_self()); 19 return NULL; 20 } 21 22 int main() { 23 24 // 創建一個子線程 25 pthread_t tid; 26 27 int ret = pthread_create(&tid, NULL, callback, NULL); 28 if(ret != 0) { 29 char * errstr = strerror(ret); 30 printf("error1 : %s\n", errstr); 31 } 32 33 // 輸出主線程和子線程的id 34 printf("tid : %ld, main thread id : %ld\n", tid, pthread_self()); 35 36 // 設置子線程分離,子線程分離後，子線程結束時對應的資源就不需要主線程釋放 37 ret = pthread_detach(tid); 38 if(ret != 0) { 39 char * errstr = strerror(ret); 40 printf("error2 : %s\n", errstr); 41 } 42 43 // 設置分離後，對分離的子線程進行連接 pthread_join() 44 // ret = pthread_join(tid, NULL); 45 // if(ret != 0) { 46 // char * errstr = strerror(ret); 47 // printf("error3 : %s\n", errstr); 48 // } 49 50 pthread_exit(NULL); 51 52 return 0; 53 }
線程操作
線程取消
pthread_cancel：取消線程或者是讓線程終止
是遇到終止點才取消，沒遇到終止點不取消。
代碼
1 /* 2 #include <pthread.h> 3 int pthread_cancel(pthread_t thread); 4 - 功能：取消線程（讓線程終止） 5 取消某個線程，可以終止某個線程的運行， 6 但是並不是立馬終止，而是當子線程執行到一個取消點，線程纔會終止。 7 取消點：系統規定好的一些系統調用，我們可以粗略的理解爲從用戶區到內核區的切換，這個位置稱之爲取消點。 8 */ 9 10 #include <stdio.h> 11 #include <pthread.h> 12 #include <string.h> 13 #include <unistd.h> 14 15 void * callback(void * arg) { 16 printf("chid thread id : %ld\n", pthread_self()); 17 for(int i = 0; i < 5; i++) { 18 printf("child : %d\n", i); 19 } 20 return NULL; 21 } 22 23 int main() { 24 25 // 創建一個子線程 26 pthread_t tid; 27 28 int ret = pthread_create(&tid, NULL, callback, NULL); 29 if(ret != 0) { 30 char * errstr = strerror(ret); 31 printf("error1 : %s\n", errstr); 32 } 33 34 // 取消線程 35 pthread_cancel(tid); 36 37 for(int i = 0; i < 5; i++) { 38 printf("%d\n", i); 39 } 40 41 // 輸出主線程和子線程的id 42 printf("tid : %ld, main thread id : %ld\n", tid, pthread_self()); 43 44 45 pthread_exit(NULL); 46 47 return 0; 48 }
線程屬性
代碼
1 /* 2 int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr); 3 - 初始化線程屬性變量 4 5 int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr); 6 - 釋放線程屬性的資源 7 8 int pthread_attr_getdetachstate(const pthread_attr_t *attr, int *detachstate); 9 - 獲取線程分離的狀態屬性 10 11 int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr, int detachstate); 12 - 設置線程分離的狀態屬性 13 */ 14 15 #include <stdio.h> 16 #include <pthread.h> 17 #include <string.h> 18 #include <unistd.h> 19 20 void * callback(void * arg) { 21 printf("chid thread id : %ld\n", pthread_self()); 22 return NULL; 23 } 24 25 int main() { 26 27 // 創建一個線程屬性變量 28 pthread_attr_t attr; 29 // 初始化屬性變量 30 pthread_attr_init(&attr); 31 32 // 設置屬性 33 pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED); 34 35 // 創建一個子線程 36 pthread_t tid; 37 38 int ret = pthread_create(&tid, &attr, callback, NULL); 39 if(ret != 0) { 40 char * errstr = strerror(ret); 41 printf("error1 : %s\n", errstr); 42 } 43 44 // 獲取線程的棧的大小 45 size_t size; 46 pthread_attr_getstacksize(&attr, &size); 47 printf("thread stack size : %ld\n", size); 48 49 // 輸出主線程和子線程的id 50 printf("tid : %ld, main thread id : %ld\n", tid, pthread_self()); 51 52 // 釋放線程屬性資源 53 pthread_attr_destroy(&attr); 54 55 pthread_exit(NULL); 56 57 return 0; 58 }
線程同步
代碼
1 /* 2 使用多線程實現買票的案例。 3 有3個窗口，一共是100張票。 4 */ 5 6 #include <stdio.h> 7 #include <pthread.h> 8 #include <unistd.h> 9 10 // 全局變量，所有的線程都共享這一份資源。 11 int tickets = 100; 12 13 void * sellticket(void * arg) { 14 // 賣票 15 while(tickets > 0) { 16 usleep(6000); 17 printf("%ld 正在賣第 %d 張門票\n", pthread_self(), tickets); 18 tickets--; 19 } 20 return NULL; 21 } 22 23 int main() { 24 25 // 創建3個子線程 26 pthread_t tid1, tid2, tid3; 27 pthread_create(&tid1, NULL, sellticket, NULL); 28 pthread_create(&tid2, NULL, sellticket, NULL); 29 pthread_create(&tid3, NULL, sellticket, NULL); 30 31 // 回收子線程的資源,阻塞 32 pthread_join(tid1, NULL); 33 pthread_join(tid2, NULL); 34 pthread_join(tid3, NULL); 35 36 // 設置線程分離。 37 // pthread_detach(tid1); 38 // pthread_detach(tid2); 39 // pthread_detach(tid3); 40 41 pthread_exit(NULL); // 退出主線程 42 43 return 0; 44 }
注意：分離後join，會報錯。
usleep(3000)：3000微秒。
互斥鎖
互斥量
代碼
1 /* 2 互斥量的類型 pthread_mutex_t 3 int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr); 4 - 初始化互斥量 5 - 參數 ： 6 - mutex ： 需要初始化的互斥量變量 7 - attr ： 互斥量相關的屬性，NULL 8 - restrict : C語言的修飾符，被修飾的指針，不能由另外的一個指針進行操作。 9 pthread_mutex_t *restrict mutex = xxx; 10 pthread_mutex_t * mutex1 = mutex; 11 12 int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex); 13 - 釋放互斥量的資源 14 15 int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex); 16 - 加鎖，阻塞的，如果有一個線程加鎖了，那麼其他的線程只能阻塞等待 17 18 int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex); 19 - 嘗試加鎖，如果加鎖失敗，不會阻塞，會直接返回。 20 21 int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex); 22 - 解鎖 23 */ 24 #include <stdio.h> 25 #include <pthread.h> 26 #include <unistd.h> 27 28 // 全局變量，所有的線程都共享這一份資源。 29 int tickets = 1000; 30 31 // 創建一個互斥量 32 pthread_mutex_t mutex; 33 34 void * sellticket(void * arg) { 35 36 // 賣票 37 while(1) { 38 39 // 加鎖 40 pthread_mutex_lock(&mutex); 41 42 if(tickets > 0) { 43 usleep(6000); 44 printf("%ld 正在賣第 %d 張門票\n", pthread_self(), tickets); 45 tickets--; 46 }else { 47 // 解鎖 48 pthread_mutex_unlock(&mutex); 49 break; 50 } 51 52 // 解鎖 53 pthread_mutex_unlock(&mutex); 54 } 55 56 57 58 return NULL; 59 } 60 61 int main() { 62 63 // 初始化互斥量 64 pthread_mutex_init(&mutex, NULL); 65 66 // 創建3個子線程 67 pthread_t tid1, tid2, tid3; 68 pthread_create(&tid1, NULL, sellticket, NULL); 69 pthread_create(&tid2, NULL, sellticket, NULL); 70 pthread_create(&tid3, NULL, sellticket, NULL); 71 72 // 回收子線程的資源,阻塞 73 pthread_join(tid1, NULL); 74 pthread_join(tid2, NULL); 75 pthread_join(tid3, NULL); 76 77 pthread_exit(NULL); // 退出主線程 78 79 // 釋放互斥量資源 80 pthread_mutex_destroy(&mutex); 81 82 return 0; 83 }
死鎖
死鎖
代碼
deadlock.c
1 #include <stdio.h> 2 #include <pthread.h> 3 #include <unistd.h> 4 5 // 全局變量，所有的線程都共享這一份資源。 6 int tickets = 1000; 7 8 // 創建一個互斥量 9 pthread_mutex_t mutex; 10 11 void * sellticket(void * arg) { 12 13 // 賣票 14 while(1) { 15 16 // 加鎖 17 pthread_mutex_lock(&mutex); 18 pthread_mutex_lock(&mutex); 19 20 if(tickets > 0) { 21 usleep(6000); 22 printf("%ld 正在賣第 %d 張門票\n", pthread_self(), tickets); 23 tickets--; 24 }else { 25 // 解鎖 26 pthread_mutex_unlock(&mutex); 27 break; 28 } 29 30 // 解鎖 31 pthread_mutex_unlock(&mutex); 32 pthread_mutex_unlock(&mutex); 33 } 34 35 return NULL; 36 } 37 38 int main() { 39 40 // 初始化互斥量 41 pthread_mutex_init(&mutex, NULL); 42 43 // 創建3個子線程 44 pthread_t tid1, tid2, tid3; 45 pthread_create(&tid1, NULL, sellticket, NULL); 46 pthread_create(&tid2, NULL, sellticket, NULL); 47 pthread_create(&tid3, NULL, sellticket, NULL); 48 49 // 回收子線程的資源,阻塞 50 pthread_join(tid1, NULL); 51 pthread_join(tid2, NULL); 52 pthread_join(tid3, NULL); 53 54 pthread_exit(NULL); // 退出主線程 55 56 // 釋放互斥量資源 57 pthread_mutex_destroy(&mutex); 58 59 return 0; 60 }
deadlock1.c(多線程多鎖造成的死鎖場景)
1 #include <stdio.h> 2 #include <pthread.h> 3 #include <unistd.h> 4 5 // 創建2個互斥量 6 pthread_mutex_t mutex1, mutex2; 7 8 void * workA(void * arg) { 9 10 pthread_mutex_lock(&mutex1); 11 sleep(1); 12 pthread_mutex_lock(&mutex2); 13 14 printf("workA....\n"); 15 16 pthread_mutex_unlock(&mutex2); 17 pthread_mutex_unlock(&mutex1); 18 return NULL; 19 } 20 21 22 void * workB(void * arg) { 23 pthread_mutex_lock(&mutex2); 24 sleep(1); 25 pthread_mutex_lock(&mutex1); 26 27 printf("workB....\n"); 28 29 pthread_mutex_unlock(&mutex1); 30 pthread_mutex_unlock(&mutex2); 31 32 return NULL; 33 } 34 35 int main() { 36 37 // 初始化互斥量 38 pthread_mutex_init(&mutex1, NULL); 39 pthread_mutex_init(&mutex2, NULL); 40 41 // 創建2個子線程 42 pthread_t tid1, tid2; 43 pthread_create(&tid1, NULL, workA, NULL); 44 pthread_create(&tid2, NULL, workB, NULL); 45 46 // 回收子線程資源 47 pthread_join(tid1, NULL); 48 pthread_join(tid2, NULL); 49 50 // 釋放互斥量資源 51 pthread_mutex_destroy(&mutex1); 52 pthread_mutex_destroy(&mutex2); 53 54 return 0; 55 }
讀寫鎖
代碼
1 /* 2 讀寫鎖的類型 pthread_rwlock_t 3 int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const pthread_rwlockattr_t *restrict attr); 4 int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock); 5 int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock); 6 int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock); 7 int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock); 8 int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock); 9 int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock); 10 11 案例：8個線程操作同一個全局變量。 12 3個線程不定時寫這個全局變量，5個線程不定時的讀這個全局變量 13 */ 14 15 #include <stdio.h> 16 #include <pthread.h> 17 #include <unistd.h> 18 19 // 創建一個共享數據 20 int num = 1; 21 // pthread_mutex_t mutex; 22 pthread_rwlock_t rwlock; 23 24 void * writeNum(void * arg) { 25 26 while(1) { 27 pthread_rwlock_wrlock(&rwlock); 28 num++; 29 printf("++write, tid : %ld, num : %d\n", pthread_self(), num); 30 pthread_rwlock_unlock(&rwlock); 31 usleep(100); 32 } 33 34 return NULL; 35 } 36 37 void * readNum(void * arg) { 38 39 while(1) { 40 pthread_rwlock_rdlock(&rwlock); 41 printf("===read, tid : %ld, num : %d\n", pthread_self(), num); 42 pthread_rwlock_unlock(&rwlock); 43 usleep(100); 44 } 45 46 return NULL; 47 } 48 49 int main() { 50 51 pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL); 52 53 // 創建3個寫線程，5個讀線程 54 pthread_t wtids[3], rtids[5]; 55 for(int i = 0; i < 3; i++) { 56 pthread_create(&wtids[i], NULL, writeNum, NULL); 57 } 58 59 for(int i = 0; i < 5; i++) { 60 pthread_create(&rtids[i], NULL, readNum, NULL); 61 } 62 63 // 設置線程分離 64 for(int i = 0; i < 3; i++) { 65 pthread_detach(wtids[i]); 66 } 67 68 for(int i = 0; i < 5; i++) { 69 pthread_detach(rtids[i]); 70 } 71 72 pthread_exit(NULL); 73 74 pthread_rwlock_destroy(&rwlock); 75 76 return 0; 77 }
生產者和消費者模型
該模型採用鏈表結構實現。
代碼
1 /* 2 生產者消費者模型（粗略的版本） 3 */ 4 #include <stdio.h> 5 #include <pthread.h> 6 #include <stdlib.h> 7 #include <unistd.h> 8 9 // 創建一個互斥量 10 pthread_mutex_t mutex; 11 12 struct Node{ 13 int num; 14 struct Node *next; 15 }; 16 17 // 頭結點 18 struct Node * head = NULL; 19 20 void * producer(void * arg) { 21 22 // 不斷的創建新的節點，添加到鏈表中 23 while(1) { 24 pthread_mutex_lock(&mutex); 25 struct Node * newNode = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node)); 26 newNode->next = head; 27 head = newNode; 28 newNode->num = rand() % 1000; 29 printf("add node, num : %d, tid : %ld\n", newNode->num, pthread_self()); 30 pthread_mutex_unlock(&mutex); 31 usleep(100); 32 } 33 34 return NULL; 35 } 36 37 void * customer(void * arg) { 38 39 while(1) { 40 pthread_mutex_lock(&mutex); 41 // 保存頭結點的指針 42 struct Node * tmp = head; 43 44 // 判斷是否有數據 45 if(head != NULL) { 46 // 有數據 47 head = head->next; 48 printf("del node, num : %d, tid : %ld\n", tmp->num, pthread_self()); 49 free(tmp); 50 pthread_mutex_unlock(&mutex); 51 usleep(100); 52 } else { 53 // 沒有數據 54 pthread_mutex_unlock(&mutex); 55 } 56 } 57 return NULL; 58 } 59 60 int main() { 61 62 pthread_mutex_init(&mutex, NULL); 63 64 // 創建5個生產者線程，和5個消費者線程 65 pthread_t ptids[5], ctids[5]; 66 67 for(int i = 0; i < 5; i++) { 68 pthread_create(&ptids[i], NULL, producer, NULL); 69 pthread_create(&ctids[i], NULL, customer, NULL); 70 } 71 72 for(int i = 0; i < 5; i++) { 73 pthread_detach(ptids[i]); 74 pthread_detach(ctids[i]); 75 } 76 77 while(1) { 78 sleep(10); 79 } 80 81 pthread_mutex_destroy(&mutex); 82 83 pthread_exit(NULL); 84 85 return 0; 86 }
條件變量
注意：解決線程同步的方法有互斥鎖和讀寫鎖，條件變量不是鎖，條件變量不用來解決線程同步的問題。
代碼
1 /* 2 條件變量的類型 pthread_cond_t 3 int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond, const pthread_condattr_t *restrict attr); 4 int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond); 5 int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex); 6 - 等待，調用了該函數，線程會阻塞。 7 int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex, const struct timespec *restrict abstime); 8 - 等待多長時間，調用了這個函數，線程會阻塞，直到指定的時間結束。 9 int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond); 10 - 喚醒一個或者多個等待的線程 11 int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond); 12 - 喚醒所有的等待的線程 13 */ 14 #include <stdio.h> 15 #include <pthread.h> 16 #include <stdlib.h> 17 #include <unistd.h> 18 19 // 創建一個互斥量 20 pthread_mutex_t mutex; 21 // 創建條件變量 22 pthread_cond_t cond; 23 24 struct Node{ 25 int num; 26 struct Node *next; 27 }; 28 29 // 頭結點 30 struct Node * head = NULL; 31 32 void * producer(void * arg) { 33 34 // 不斷的創建新的節點，添加到鏈表中 35 while(1) { 36 pthread_mutex_lock(&mutex); 37 struct Node * newNode = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node)); 38 newNode->next = head; 39 head = newNode; 40 newNode->num = rand() % 1000; 41 printf("add node, num : %d, tid : %ld\n", newNode->num, pthread_self()); 42 43 // 只要生產了一個，就通知消費者消費 44 pthread_cond_signal(&cond); 45 46 pthread_mutex_unlock(&mutex); 47 usleep(100); 48 } 49 50 return NULL; 51 } 52 53 void * customer(void * arg) { 54 55 while(1) { 56 pthread_mutex_lock(&mutex); 57 // 保存頭結點的指針 58 struct Node * tmp = head; 59 // 判斷是否有數據 60 if(head != NULL) { 61 // 有數據 62 head = head->next; 63 printf("del node, num : %d, tid : %ld\n", tmp->num, pthread_self()); 64 free(tmp); 65 pthread_mutex_unlock(&mutex); 66 usleep(100); 67 } else { 68 // 沒有數據，需要等待 69 // 當這個函數調用阻塞的時候，會對互斥鎖進行解鎖，當不阻塞的，繼續向下執行，會重新加鎖。 70 pthread_cond_wait(&cond, &mutex); 71 pthread_mutex_unlock(&mutex); 72 } 73 } 74 return NULL; 75 } 76 77 int main() { 78 79 pthread_mutex_init(&mutex, NULL); 80 pthread_cond_init(&cond, NULL); 81 82 // 創建5個生產者線程，和5個消費者線程 83 pthread_t ptids[5], ctids[5]; 84 85 for(int i = 0; i < 5; i++) { 86 pthread_create(&ptids[i], NULL, producer, NULL); 87 pthread_create(&ctids[i], NULL, customer, NULL); 88 } 89 90 for(int i = 0; i < 5; i++) { 91 pthread_detach(ptids[i]); 92 pthread_detach(ctids[i]); 93 } 94 95 while(1) { 96 sleep(10); 97 } 98 99 pthread_mutex_destroy(&mutex); 100 pthread_cond_destroy(&cond); 101 102 pthread_exit(NULL); 103 104 return 0; 105 }
信號量（信號燈）
注意：單獨使用信號量不能讓線程安全，需要配合使用互斥鎖才能保證線程的安全。
信號量的類型
代碼
1 /* 2 信號量的類型 sem_t 3 int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value); 4 - 初始化信號量 5 - 參數： 6 - sem : 信號量變量的地址 7 - pshared : 0 用在線程間 ，非0 用在進程間 8 - value : 信號量中的值 9 10 int sem_destroy(sem_t *sem); 11 - 釋放資源 12 13 int sem_wait(sem_t *sem); 14 - 對信號量加鎖，調用一次對信號量的值-1，如果值爲0，就阻塞 15 16 int sem_trywait(sem_t *sem); 17 18 int sem_timedwait(sem_t *sem, const struct timespec *abs_timeout); 19 int sem_post(sem_t *sem); 20 - 對信號量解鎖，調用一次對信號量的值+1 21 22 int sem_getvalue(sem_t *sem, int *sval); 23 24 sem_t psem; 25 sem_t csem; 26 init(psem, 0, 8); 27 init(csem, 0, 0); 28 29 producer() { 30 sem_wait(&psem); 31 sem_post(&csem) 32 } 33 34 customer() { 35 sem_wait(&csem); 36 sem_post(&psem) 37 } 38 39 */ 40 41 #include <stdio.h> 42 #include <pthread.h> 43 #include <stdlib.h> 44 #include <unistd.h> 45 #include <semaphore.h> 46 47 // 創建一個互斥量 48 pthread_mutex_t mutex; 49 // 創建兩個信號量 50 sem_t psem; 51 sem_t csem; 52 53 struct Node{ 54 int num; 55 struct Node *next; 56 }; 57 58 // 頭結點 59 struct Node * head = NULL; 60 61 void * producer(void * arg) { 62 63 // 不斷的創建新的節點，添加到鏈表中 64 while(1) { 65 sem_wait(&psem); 66 pthread_mutex_lock(&mutex); 67 struct Node * newNode = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node)); 68 newNode->next = head; 69 head = newNode; 70 newNode->num = rand() % 1000; 71 printf("add node, num : %d, tid : %ld\n", newNode->num, pthread_self()); 72 pthread_mutex_unlock(&mutex); 73 sem_post(&csem); 74 } 75 76 return NULL; 77 } 78 79 void * customer(void * arg) { 80 81 while(1) { 82 sem_wait(&csem); 83 pthread_mutex_lock(&mutex); 84 // 保存頭結點的指針 85 struct Node * tmp = head; 86 head = head->next; 87 printf("del node, num : %d, tid : %ld\n", tmp->num, pthread_self()); 88 free(tmp); 89 pthread_mutex_unlock(&mutex); 90 sem_post(&psem); 91 92 } 93 return NULL; 94 } 95 96 int main() { 97 98 pthread_mutex_init(&mutex, NULL); 99 sem_init(&psem, 0, 8); 100 sem_init(&csem, 0, 0); 101 102 // 創建5個生產者線程，和5個消費者線程 103 pthread_t ptids[5], ctids[5]; 104 105 for(int i = 0; i < 5; i++) { 106 pthread_create(&ptids[i], NULL, producer, NULL); 107 pthread_create(&ctids[i], NULL, customer, NULL); 108 } 109 110 for(int i = 0; i < 5; i++) { 111 pthread_detach(ptids[i]); 112 pthread_detach(ctids[i]); 113 } 114 115 while(1) { 116 sleep(10); 117 } 118 119 pthread_mutex_destroy(&mutex); 120 121 pthread_exit(NULL); 122 123 return 0; 124 }