多线程

创建线程:

#include <pthread.h>

pthread_t  t;//声明一个线程

pthread_create (thread, attr, start_routine, arg)

1

终止线程:

pthread_exit (status) //销毁当前线程

例子一:创建多线程

// 线程的运行函数

void* say_hello(void* args){

    cout << "Hello Runoob!" << endl;

    cout<<"new thread:"<<pthread_self()<<endl; //打印当前子线程

    return 0;

}

int main(){

    pthread_t tid;

    int ret =pthread_create(&tid,NULL,say_hello,NULL);

    if(ret !=0) {

            cout << "pthread_create error: error_code=" << ret << endl;

    }

     cout<<"entering main thread"<<endl;

    cout<<"main thread:"<<pthread_self()<<endl; //打印当前主线程

     sleep(1.0);  //等待1s否则主线程销毁过快,子线程来不及反应;或者使用pthread_exit显式退出主线程,则子线程会继续执行

}

例子二:线程同步

pthread_join() 子线程阻碍当前线程,当前线程阻塞,直到子线程终止为止。

void* say_hello2(void*);

void*say_hello(void* args){

    pthread_t tid;

   int ret =pthread_create(&tid,NULL,say_hello2,NULL);

   if(ret !=0) {

           cout << "pthread_create error: error_code=" << ret << endl;

   }

    pthread_join(tid,NULL); //子线程二阻塞当前线程

    cout << "Hello Runoob!" << endl;

    cout<<"new thread:"<<pthread_self()<<endl;

    return 0;

}

void*say_hello2(void* args){

    sleep(1.5);

    cout << "Hello Runoob2!" << endl;

    cout<<"new thread2:"<<pthread_self()<<endl;

    return 0;

}

int main(){

        pthread_t tid;

       int ret =pthread_create(&tid,NULL,say_hello,NULL);

       if(ret !=0) {

               cout << "pthread_create error: error_code=" << ret << endl;

       }

    cout<<"entering main thread"<<endl;

    cout<<"main thread:"<<pthread_self()<<endl;

    pthread_exit(NULL);

}

例子三:互斥锁 mutex

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;/*初始化互斥锁*/

pthread_mutex_init(&mutex,NULL);/*动态初始化互斥锁*/

pthread_mutex_lock(&mutex);//加锁

pthread_mutex_unlock(&mutex);//解锁

pthread_mutex_destroy(&mutex);//销毁互斥锁

代码:

pthread_mutex_t my_mutex;

// 线程的运行函数

void*print_msg(void*arg){

    int tid = *((int*)arg);

    int i=0;

    pthread_mutex_lock(&my_mutex);

    for(i=0;i<15;i++){

        printf("output : %d-%d\n",tid,i);

        usleep(100);

    }

    pthread_mutex_unlock(&my_mutex);

    return NULL;

}

int main(){

    pthread_t id1;

    pthread_t id2;

    pthread_mutex_init(&my_mutex,NULL);

    pthread_create(&id1,NULL,print_msg,&id1);

    pthread_create(&id2,NULL,print_msg,&id2);

    pthread_join(id1,NULL); //阻塞主线程,防止主线程和锁提前结束或释放

    pthread_join(id2,NULL); //阻塞主线程

    pthread_mutex_destroy(&my_mutex);

    cout << "Main: program exiting." << endl;

}

条件变量:

pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;/*初始化条件变量*/

pthread_cond_signal(&cond);//发送信号量 跟wait函数不在同一个线程中

pthread_cond_wait(&cond,&mutex);//阻塞线程,等待条件变量,同时解锁互斥量

pthread_cond_destroy(&cond);//销毁条件变量


pthread_cond_signal函数,它在一个线程中,用来发送信号。一个是pthread_cond_wait函数,他在另一个线程中,用来接收信号。pthread_cond_wait函数会释放相应的锁,处于等待队列,让其他线程获得锁继续执行,这样其他线程才有机会给他发信号;当它接收到信号时,会重新去获得锁,如果没有获得锁,就阻塞等待,直到获得锁,才执行接收信号的相应操作。

例子:

static pthread_mutex_t mtx = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

static pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

bool finish = false;

struct node {

int n_number;

struct node *n_next;

} *head=NULL;


/*[thread_func]*/

static void cleanup_handler(void *arg)

{

    printf("Cleanup handler of second thread./n");

    if(arg) {

        free(arg);

    }

    (void)pthread_mutex_unlock(&mtx);

    pthread_cond_signal(&cond); //之所以signal一下是怕某个字线程一直wait状态

}

static void *thread_func(void *arg)

{

    struct node*p =NULL;


    pthread_cleanup_push(cleanup_handler, p);

    while(!finish) {

    pthread_mutex_lock(&mtx);          //这个mutex主要是用来保证pthread_cond_wait的并发性

    while(head==NULL&&!finish)  {

        cout<<"开始进入等待"<

        //这个while要特别说明一下,单个pthread_cond_wait功能很完善,为何这里要有一个while (head == NULL)呢?因为pthread_cond_wait里的线程可能会被意外唤醒,如果这个时候head=NULL,则不是我们想要的情况。这个时候,应该让线程继续进入pthread_cond_wait

        pthread_cond_wait(&cond, &mtx);        // pthread_cond_wait会先解除之前的pthread_mutex_lock锁定的mtx,然后阻塞在等待对列里休眠,直到再次被唤醒(大多数情况下是等待的条件成立而被唤醒,唤醒后,该进程会先锁定先pthread_mutex_lock(&mtx);,再读取资源

                                                //用这个流程是比较清楚的/*block-->unlock-->wait() return-->lock*/

    }

        p =head;

        if(p) {

            head=head->n_next;

            cout<<"Got "<<p->n_number<<" from front of queue"<<endl;

            free(p);

            if(p->n_number>=9) {

                finish=true;

            }

        }

        pthread_mutex_unlock(&mtx);            //临界区数据操作完毕,释放互斥锁

    }

    cout<<"结束"<

    pthread_cleanup_pop(1); //当pthread_cleanup_pop()函数的参数为0时,仅仅在线程调用pthread_exit函数或者其它线程对本线程调用 pthread_cancel函数时才调用cleanup_handler

    return0;

}

int main()

{

        pthread_t tid;

        pthread_t tid2;

        int i;

        struct node*p;

        pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);  //子线程会一直等待资源,类似生产者和消费者,但是这里的消费者可以是多个消费者,而不仅仅支持普通的单个消费者,这个模型虽然简单,但是很强大

        pthread_create(&tid2,NULL,thread_func,NULL);

        sleep(1.0);

        for(i =0; i <10; i++) {

            p = (node*)malloc(sizeof(struct node));

            p->n_number= i;

            pthread_mutex_lock(&mtx);            //需要操作head这个临界资源,先加锁,

            p->n_next = head; //生产者一直产生head加在末尾,消费者一直消费处于末尾的head

            head= p;

            pthread_cond_signal(&cond);

            pthread_mutex_unlock(&mtx);          //解锁

            sleep(1.0);

        }

       // printf("thread 1 wanna end the line.So cancel thread 2./n");

       // pthread_cancel(tid);            //关于pthread_cancel,有一点额外的说明,它是从外部终止子线程,子线程会在最近的取消点,退出线程,而在我们的代码里,最近的取消点肯定就是pthread_cond_wait()了。关于取消点的信息,有兴趣可以google,这里不多说了

        pthread_join(tid,NULL);

        pthread_join(tid2,NULL);

        printf("All done -- exiting/n");

        return 0;

}

ijk线程池://生产者消费者模式,每个线程的for循环会不断的从任务池中取出任务来执行

typedef struct IjkThreadPoolContext {

    pthread_mutex_t lock;

    pthread_cond_t notify;

    pthread_t*threads;

    IjkThreadPoolTask *queue;

    int thread_count; //线程数量

    int queue_size; //任务队列数量

    int queue_head; //队头标志,从该位置取出任务后+1

    int queue_tail; //队尾标志,该位置一般为空

    int pending_count; //等待执行的任务

    int shutdown;

    int started_count;

} IjkThreadPoolContext;

IjkThreadPoolContext*ijk_threadpool_create(int thread_count, int queue_size, int flags){

     IjkThreadPoolContext *ctx;

  ctx->threads= (pthread_t*)calloc(1,sizeof(pthread_t) * thread_count); 

//创建thread_count个线程,void *calloc(size_t n, size_t size); 在内存的动态存储区中分配n个长度为size的连续空间,函数返回一个指向分配起始地址的指针

  ctx->queue = (IjkThreadPoolTask *)calloc   //创建queue_size个任务

        (queue_size,sizeof(IjkThreadPoolTask));

}


static void *ijk_threadpool_thread(void *pool_ctx) //线程实际执行函数,该方法不停的从任务队列中取任务执行

{

    IjkThreadPoolContext *ctx = (IjkThreadPoolContext *)pool_ctx;

    IjkThreadPoolTask task;

    for(;;) { //一个for循环,不断的从任务池中取任务来执行

        pthread_mutex_lock(&(ctx->lock));

        while((ctx->pending_count==0) && (!ctx->shutdown)) {

            pthread_cond_wait(&(ctx->notify), &(ctx->lock)); //如果当前任务池没有任务就等待

        }

        if((ctx->shutdown==IJK_IMMEDIATE_SHUTDOWN) ||

           ((ctx->shutdown==IJK_LEISURELY_SHUTDOWN) &&

            (ctx->pending_count==0))) {

               break;

           }

        /* Grab our task */

        task.function = ctx->queue[ctx->queue_head].function;  //线程从任务池中取任务

        task.in_arg  = ctx->queue[ctx->queue_head].in_arg;

        task.out_arg  = ctx->queue[ctx->queue_head].out_arg;

        ctx->queue_head= (ctx->queue_head+1) % ctx->queue_size;

        ctx->pending_count-=1; //等待的任务数-1

        pthread_mutex_unlock(&(ctx->lock));

        (*(task.function))(task.in_arg, task.out_arg);

    }

    ctx->started_count--;

    pthread_mutex_unlock(&(ctx->lock));

    pthread_exit(NULL);

    return(NULL);

}

int ijk_threadpool_add(IjkThreadPoolContext*ctx,Runablefunction,

                   void *in_arg, void *out_arg, int flags)

{

    int err =0;

    int next;

    if(ctx ==NULL|| function ==NULL) {

        returnIJK_THREADPOOL_INVALID;

    }

    if(pthread_mutex_lock(&(ctx->lock)) !=0) {

        returnIJK_THREADPOOL_LOCK_FAILURE;

    }

    if (ctx->pending_count==MAX_QUEUE|| ctx->pending_count== ctx->queue_size) {

        pthread_mutex_unlock(&ctx->lock);

        returnIJK_THREADPOOL_QUEUE_FULL;

    }

    if(ctx->pending_count== ctx->queue_size-1) { //任务超过数量重新分配空间

        int new_pueue_size = (ctx->queue_size*2) >MAX_QUEUE?MAX_QUEUE: (ctx->queue_size*2);

        IjkThreadPoolTask *new_queue = (IjkThreadPoolTask *)realloc(ctx->queue, sizeof(IjkThreadPoolTask) * new_pueue_size);

        if (new_queue) {

            ctx->queue= new_queue;

            ctx->queue_size= new_pueue_size;

        }

    }

    next = (ctx->queue_tail+1) % ctx->queue_size;

    do {

        /* Are we shutting down ? */

        if(ctx->shutdown) {

            err =IJK_THREADPOOL_SHUTDOWN;

            break;

        }

        /* Add task to queue */

        ctx->queue[ctx->queue_tail].function= function; //将任务添加到队尾

        ctx->queue[ctx->queue_tail].in_arg  = in_arg;

        ctx->queue[ctx->queue_tail].out_arg  = out_arg;

        ctx->queue_tail= next;

        ctx->pending_count+=1;

        /* pthread_cond_broadcast */

        if(pthread_cond_signal(&(ctx->notify)) !=0) {

            err =IJK_THREADPOOL_LOCK_FAILURE;

            break;

        }

    } while(0);

    if(pthread_mutex_unlock(&ctx->lock) !=0) {

        err =IJK_THREADPOOL_LOCK_FAILURE;

    }

    return err;

}

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