c++线程基本函数

创建线程和结束线程

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(1)线程创建函数

int pthread_create (pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);

功能：创建一个具有指定参数的线程。

形参：thread是要创建的线程的线程ID指针。

pthread_t类型的定义是typedef unsigned long int pthread_t;(打印时要使用%lu或%u方式)。

attr：创建线程时的线程属性(设置NULL表示使用默认线程属性)。

start_routine：指向的是新线程将运行的函数。线程一旦被创建好，内核就可以调度内核线程来执行start_routine函数指针所指向的函数了。

arg：指向的是运行函数的形参。

返回值：若是成功建立线程返回0,否则返回错误的编号。

(2)等待线程结束函数

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

功能：这个函数是一个线程阻塞的函数，调用它的函数将一直等待到被等待的线程结束为止，当函数返回时，被等待线程的资源被收回

形参：thread是被等待的线程标识符。

retval：一个用户定义的指针，它可以用来存储被等待线程的返回值。

返回值：成功返回0,否则返回错误的编号。

错误码：

①EDEADLK：可能引起死锁，比如两个线程互相针对对方调用pthread_join，或者线程对自身调用pthread_join。

②EINVAL：目标线程是不可回收的，或者已经有其他线程在回收目标线程。

③ESRCH：目标线程不存在。

(3)线程退出函数

void pthread_exit(void *retval);

功能：线程函数在结束时调用此函数，以确保安全、干净地退出。

形参：retval是函数的返回指针，只要pthread_join中的第二个参数retval不是NULL，这个值将被传递给retval。pthread_exit函数通过retval参数向线程的回收者传递其退出信息。他执行完之后不会返回到调用者，而且永远不会失败。

(4)线程取消函数

int pthread_cancel(pthread_t thread);

功能：取消某个线程的执行。

形参：thread是要取消线程的标识符ID。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

但是，接收到取消请求的目标线程可以决定是否允许被取消以及如何取消，这分别由如下两个函数完成。

int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate);

int pthread_setcanceltype(int type, int *oldtype);

这两个函数的第一个参数分别用于设置线程的取消状态(是否允许取消)和取消类型(如何取消)，第二个参数则分别记录线程原来的取消状态和取消类型。

state参数有两个可选值：

PTHREAD_CANCEL_CNABLE，允许线程被取消。它是线程被创建时的默认取消状态。

PTHREAD_CANCEL_DISABLE，禁止线程被取消。这种情况下，如果一个线程收到取消请求，则它会将请求挂起，直到该线程允许被取消。

type参数也有两个可选值：

PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS，线程随时都可以被取消。它将使得接收到取消请求的目标线程立即采取行动。

PTHREAD_CANCEL_DEFERRED，允许目标线程推迟行动，直到它调用了下面几个所谓的取消点函数中的一个：pthread_join、pthread_testcancel、pthread_cond_wait、pthread_cond_timedwait、sem_wait和sigwait。根据POSIX标准，其他可能阻塞的系统调用，比如read、wait，也可以成为取消点。不过为了安全起见，最好在可能会被取消的代码中调用pthread_testcancel函数设置取消点。

(5)获取当前线程ID函数

pthread_t pthread_self (void);

功能：获取当前调用线程的线程ID。

返回值：当前线程的线程ID标识。

(6)分离释放线程函数

int pthread_detach (pthread_t thread);

功能：线程资源释放方式设置函数。

形参：thread是要释放线程的标识符ID。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

其他说明：linux线程执行和windows不同，pthread有两种状态joinable状态和unjoinable状态。一个线程默认的状态是joinable，如果线程是joinable状态，当线程函数自己返回退出时或pthread_exit时，都不会释放线程所占用堆栈和线程描述符（总计8K多），只有当调用了pthread_join之后这些资源才会被释放。若是unjoinable状态的线程，这些资源在线程函数退出时或pthread_exit时自动会被释放。unjoinable属性可以在pthread_create时指定，或在线程创建后在线程中pthread_detach自己设置，如：pthread_detach(pthread_self())，将状态改为unjoinable状态，确保资源的释放。如果线程状态为joinable，需要在之后适时调用pthread_join。

(7)比较两个线程是否为同一线程

int pthread_equal (pthread_t thread1, pthread_t thread2);

功能：判断两个线程ID是否是同一个。

形参：thread1是要比较的线程的标识符ID1；thread2是要比较的线程的标识符ID2。

返回值：不相等返回0，相等非零。

(8)创建线程私有数据

int pthread_key_create (pthread_key_t *key, void (*destr_function) (void *));

功能：创建线程私有数据TSD，提供线程私有的全局变量。使用同名而不同内存地址的线程私有数据结构。

形参：Key是线程私有数据。

第二个参数：如果第二个参数不为空，在线程退出时将以key所关联数据为参数调用其指向的资源释放函数，以释放分配的缓冲区。

其他说明：不论哪个线程调用pthread_key_create()函数，所创建的key都是所有线程可访问的，但各个线程可根据自己的需要往key中填入不同的值相当于提供了同名不同值的全局变量,各线程对自己私有数据操作互相不影响。

注销线程私有数据

int pthread_key_delete (pthread_key_t *key);

该函数并不检查当前是否有线程正是用该TSD，也不会调用清理函数(destr_function) 将TSD释放以供下一次调用pthread_key_create()使用。

(9)读写线程私有数据

int pthread_setspecific (pthread_key_t key, const void *pointer); //写

void pthread_getspecific (pthread_key_t key); //读

函数pthread_setspecific()将pointer的值(非内容)与key相关联。函数pthread_getspecific()将与key相关联的数据读出来。所有数据都设置为void *，因此可以指向任何类型的数据。

线程属性

(1)初始化线程对象属性

int pthread_attr_init (pthread_attr_t *attr);

功能：pthread_attr_init实现时为属性对象分配了动态内存空间。

形参：attr是指向一个线程属性的指针。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(2)销毁线程对象属性

int pthread_attr_destroy (pthread_attr_t *attr);

功能：经pthread_attr_destroy去除初始化之后的pthread_attr_t结构被pthread_create函数调用，将会导致其返回错误。只有再次初始化后才能继续使用。

形参：attr是指向一个线程属性的指针。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(3)获取线程分离状态属性

int pthread_attr_getdetachstate (pthread_attr_t *attr, int *detachstate);

功能：获取线程分离状态属性；另外，pthread_detach()是分离释放线程资源函数

形参：attr是指向一个线程属性的指针。

detachstate：保存返回的分离状态属性。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(4)修改线程分离状态属性

int pthread_attr_setdetachstate (pthread_attr_t *attr, int detachstate);

功能：修改线程分离状态属性。

形参：attr是指向一个线程属性的指针。

detachstate：其含义是线程的脱离状态，它有两个可选值，分别是PTHREAD_CREATE_JOINABLE（可连接）以及PTHREAD_CREATE_DETACHED(分离)。前者指定线程是可以被回收的，后者使调用线程脱离与进程中其他线程同步。脱离了与其他线程同步的线程成为”脱离线程”。脱离线程在退出时将自行释放其占用的系统资源。线程创建时该属性的默认值是PTHREAD_CREATE_JOINABL。此外，我们可以使用pthread_detach函数直接将线程设置为脱离线程。(上述detachstate的含义相同，之后相同含义的参数，都只介绍一次)

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(5)获取线程的CPU亲缘性

int pthread_attr_getaffinity_np (pthread_attr_t *attr, size_t cpusetsize, cpu_set_t *cpuset);

功能：获取线程的CPU亲缘属性。

形参：attr是指向一个线程属性的指针。

cpusetsize：指向CPU组的缓冲区大小。

cpuset：指向CPU组的指针。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(6)设置线程的CPU亲缘性

int pthread_attr_setaffinity_np (pthread_attr_t *attr, size_t cpusetsize, const cpu_set_t *cpuset);

功能：通过指定cupset来设置线程的CPU亲缘性。

形参：attr是指向一个线程属性的指针。

cpusetsize：指向CPU组的缓冲区大小。

cpuset：指向CPU组的指针。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(7)获取线程的作用域

int pthread_attr_getscope (const pthread_attr_t *attr, int *scope);

功能：指定了作用域也就指定了线程与谁竞争资源。

形参：attr是指向一个线程属性的指针；scope是返回线程的作用域。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(8)设置线程的作用域

int pthread_attr_setscope (pthread_attr_t *attr, int scope);

功能：指定了作用域也就指定了线程与谁竞争资源

形参：attr是指向一个线程属性的指针。

scope：线程间竞争CPU的范围，即线程优先级的有效范围。POSIX标准定义了该属性可以取以下两个值：PTHREAD_SCOPE_SYSTEM和PTHREAD_SCOPE_PROCESS，前者表示目标线程与系统中所有线程一起竞争CPU的使用，后者表示目标线程仅与其他隶属于同一进程的线程竞争CPU的使用。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(9)获取线程的栈保护区大小

int pthread_attr_getguardsize (const pthread_attr_t *attr, size_t *guardsize);

功能：获取线程的栈保护区大小。

形参：attr是指向一个线程属性的指针。

guardsize：返回获取的栈保护区大小。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(10)设置线程的栈保护区大小

int pthread_attr_setguardsize (pthread_attr_t *attr, size_t *guardsize);

功能：参数提供了对栈指针溢出的保护。默认为系统页大小。

形参：attr是指向一个线程属性的指针。

guardsize：线程的栈保护区大小。如果guardsize大于0，则系统创建线程的时候会在其堆栈的尾部额外分配guardsize字节的空间，作为保护堆栈不被错误地覆盖的区域。如果guardsize等于0，则系统不为新创建的线程设置堆栈保护区。如果使用者通过pthread_attr_setstack()或pthread_attr_setstackaddr()函数手动设置线程的堆栈，则guardsize属性将被忽略。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(11)获取线程的堆栈信息(栈地址和栈大小)

int pthread_attr_getstack (const pthread_attr_t *attr, void **stackaddr, size_t *stacksize);

功能：获取线程的堆栈地址和大小。

形参：attr是指向一个线程属性的指针。

stackaddr：返回获取的栈地址。

stacksize：返回获取的栈大小。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(12)设置线程的堆栈区

int pthread_attr_setstack (pthread_attr_t *attr, void *stackaddr, size_t stacksize);

功能：设置堆栈区，将导致pthread_attr_setguardsize失效。

形参：attr是指向一个线程属性的指针。

stackaddr：线程的堆栈地址，应该是可移植的，对齐页边距的，可以用posix_memalign来进行获取。

stacksize：线程的堆栈大小，应该是页大小的整数倍。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(13)获取线程堆栈地址

int pthread_attr_getstackaddr (const pthread_attr_t *attr, void **stackaddr);

功能：一般用pthread_attr_getstack来代替。

形参：attr是指向一个线程属性的指针；stackaddr是返回获取的栈地址。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(14)设置线程堆栈地址

int pthread_attr_setstackaddr (pthread_attr_t *attr, void *stackaddr);

功能：一般用pthread_attr_setstack来代替。

形参：attr是指向一个线程属性的指针；stackaddr是设置线程堆栈地址。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(15)获取线程堆栈大小

int pthread_attr_getstacksize (const pthread_attr_t *attr, size_t *stacksize);

功能：获取线程堆栈大小。

形参：attr是指向一个线程属性的指针；stacksize是返回线程的堆栈大小。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(16)设置线程堆栈大小

int pthread_attr_setstacksize (pthread_attr_t *attr, size_t stacksize);

功能：设置线程堆栈大小。

形参：attr是指向一个线程属性的指针。

stacksize：设置线程的堆栈大小,stack属性的合法值包括PTHREAD_STACK_MIN，该线程的用户栈大小将使用默认堆栈大小，为某个线程所需最小堆栈大小，但对于所有线程，这个大小可能无法接受，具体指定的大小，即使用线程的用户堆栈大小的数值，必须不小于最小堆栈大小PTHREAD_STACK_MIN。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(17)获取线程的调度策略

int pthread_attr_getschedpolicy (const pthread_attr_t *attr, int *policy);

功能：获取线程的调度策略。

形参：attr是指向一个线程属性的指针；policy是返回线程的调度策略。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

按照如下方法使用sched_get_priority_max()和sched_get_priority_min()，可以得到优先级的最大值和最小值。

头文件：#include <pthread.h> #include <sched.h>

调用形式：

#include <sched.h>

int sched_get_priority_max(int policy);

int sched_get_priority_min(int policy);

(18)设置线程的调度策略

int pthread_attr_setschedpolicy (pthread_attr_t *attr, int policy);

头文件：#include <pthread.h> #include <sched.h>

功能：设置线程的调度策略。

形参：attr是指向一个线程属性的指针。

policy：线程的调度策略，POSIX指定了3种调度策略属性：SCHED_FIFO表示先入先出策略，SCHED_RR表示轮转调度(这两种调度方法都具备实时调度功能，但只能用于以超级用户身份运行的进程)，SCHED_OTHER是系统默认策略，SCHED_OTHER是不支持优先级使用的。SCHED_FIFO和SCHED_RR支持优先级的使用，它们分别为1和99，数值越大优先级越高。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(19)获取线程的调度参数

int pthread_attr_getschedparam (const pthread_attr_t *attr, struct sched_param *param);

头文件：#include <pthread.h> #include <sched.h>

功能：获取线程的调度参数。

形参：attr是指向一个线程属性的指针；param是返回获取的调度参数。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(20)设置线程的调度参数

int pthread_attr_setschedparam (pthread_attr_t *attr, const struct sched_param *param);

头文件：#include <pthread.h> #include <sched.h>

功能：设置线程的调度参数，用于设置优先级。

形参：attr是指向一个线程属性的指针。

param：要设置的调度参数，其类型是sched_param结构体。至少需要定义这个数据成员

struct sched_param

{

int sched_priority;

/*该成员表示线程运行优先级*/

};

sched_param可能还有其他的数据成员，以及多个用来返回和设置最小优先级、最大优先级、调度器、参数等的函数。如果调度策略是SCHED_FIFO或SCHED_RR，那么要求具有值的唯一成员是sched_priority。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(21)获取线程是否继承调度属性

int pthread_attr_getinheritsched (const pthread_attr_t *attr, int *inheritsched);

头文件：#include <pthread.h> #include <sched.h>

功能：获取线程是否继承调度属性。

形参：attr是指向一个线程属性的指针；inheritsched是返回继承调度属性的设置。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。

(22)设置线程继承调度属性

int pthread_attr_setinheritsched (pthread_attr_t *attr, int inheritsched);

头文件：#include <pthread.h> #include <sched.h>

功能：设置线程是否继承调度属性。

形参：attr是指向一个线程属性的指针。

Inheritsched：设置线程是否继承调用线程的调度属性，可能取值如下：

PTHREAD_INHERIT_SCHED表示新线程沿用其创建者的线程调度参数，这种情况下再设置新线程的调度参数属性将没有任何效果。PTHREAD_EXPLICIT_SCHED表示调用者要明确地指定新线程的调度参数。

返回值：若是成功返回0,否则返回错误的编号。