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<html>
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<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=gb2312">
<title>CTerm非常精华下载</title>
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<table border="0" width="100%" cellspacing="0" cellpadding="0" height="577">
<tr><td width="32%" rowspan="3" height="123"><img src="DDl_back.jpg" width="300" height="129" alt="DDl_back.jpg"></td><td width="30%" background="DDl_back2.jpg" height="35"><p align="center"><a href="http://apue.dhs.org"><font face="黑体"><big><big>123</big></big></font></a></td></tr>
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<td width="68%" background="DDl_back2.jpg" height="44"><big><big><font face="黑体"><p align="center">               ● UNIX网络编程                       (BM: clown)                </font></big></big></td></tr>
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</tr>
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<hr><p align="left"><small>发信人: clown (梧桐叶), 信区: UNP <br>

标  题: unp第二十三章学习体会 <br>

发信站: UNIX编程 (2001年10月16日21:09:29 星期二), 站内信件 <br>

  <br>

本章并没有介绍有关socket的新内容，而是使用线程来实现以前的程序。 <br>

因此我也不准备多作介绍，而是转载一篇关于多线程编程的文章，以飨读者。 <br>

  <br>

武汉白云黄鹤站∶精华区 <br>

发信人: clown (梧桐叶), 信区: LINUX <br>

标  题: [转载] [装载] Linux下的多线程编程 <br>

发信站: 武汉白云黄鹤站 (Tue Feb 13 16:06:02 2001), 站内信件 <br>

  <br>

【 以下文字转载自 PUE 讨论区 】 <br>

【 原文由 clan 所发表 】 <br>

[说明]:由Infomagic转寄. <br>

  <br>

Linux下的多线程编程　　　 <br>

  <br>

  <br>

1 引言 <br>

　　线程（thread）技术早在60年代就被提出，但真正应用多线程到操作系统中去，是 <br>

在80年代中期，solaris是这方面的佼佼者。传统的Unix也支持线程的概念，但是在一个 <br>

进程（process）中只允许有一个线程，这样多线程就意味着多进程。现在，多线程技术 <br>



已经被许多操作系统所支持，包括Windows/NT，当然，也包括Linux。 <br>

　　为什么有了进程的概念后，还要再引入线程呢？使用多线程到底有哪些好处？什么 <br>

的系统应该选用多线程？我们首先必须回答这些问题。 <br>

　　使用多线程的理由之一是和进程相比，它是一种非常"节俭"的多任务操作方式。我 <br>

们知道，在Linux系统下，启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间，建立众多的 <br>

数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段，这是一种"昂贵"的多任务工作方式。而运 <br>

行于一个进程中的多个线程，它们彼此之间使用相同的地址空间，共享大部分数据，启 <br>

动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间，而且，线程间彼此切换 <br>

所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。据统计，总的说来，一个进程的开销 <br>

大约是一个线程开销的30倍左右，当然，在具体的系统上，这个数据可能会有较大的区 <br>

别。 <br>

　　使用多线程的理由之二是线程间方便的通信机制。对不同进程来说，它们具有独立 <br>

的数据空间，要进行数据的传递只能通过通信的方式进行，这种方式不仅费时，而且很 <br>

不方便。线程则不然，由于同一进程下的线程之间共享数据空间，所以一个线程的数据 <br>

可以直接为其它线程所用，这不仅快捷，而且方便。当然，数据的共享也带来其他一些 <br>

问题，有的变量不能同时被两个线程所修改，有的子程序中声明为static的数据更有可 <br>

能给多线程程序带来灾难性的打击，这些正是编写多线程程序时最需要注意的地方。 <br>

　　除了以上所说的优点外，不和进程比较，多线程程序作为一种多任务、并发的工作 <br>

方式，当然有以下的优点： <br>

　　1) 提高应用程序响应。这对图形界面的程序尤其有意义，当一个操作耗时很长时， <br>

整个系统都会等待这个操作，此时程序不会响应键盘、鼠标、菜单的操作，而使用多线 <br>

程技术，将耗时长的操作（time consuming）置于一个新的线程，可以避免这种尴尬的 <br>



情况。 <br>

　　2) 使多CPU系统更加有效。操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时，不同的线程 <br>

运行于不同的CPU上。 <br>

　　3) 改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程，成为几个独立或 <br>

半独立的运行部分，这样的程序会利于理解和修改。 <br>

　　下面我们先来尝试编写一个简单的多线程程序。 <br>

  <br>

2 简单的多线程编程 <br>

　　Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接口，称为pthread。编写Linux下的多线程程 <br>

序，需要使用头文件pthread.h，连接时需要使用库libpthread.a。顺便说一下，Linux <br>

下pthread的实现是通过系统调用clone（）来实现的。clone（）是Linux所特有的系统 <br>

调用，它的使用方式类似fork，关于clone（）的详细情况，有兴趣的读者可以去查看有 <br>

关文档说明。下面我们展示一个最简单的多线程程序example1.c。 <br>

  <br>

/* example.c*/ <br>

#include <stdio.h> <br>

#include <pthread.h> <br>

void thread(void) <br>

{ <br>

int i; <br>

for(i=0;i<3;i++) <br>

printf("This is a pthread.\n"); <br>



} <br>

  <br>

int main(void) <br>

{ <br>

pthread_t id; <br>

int i,ret; <br>

ret=pthread_create(&id,NULL,(void *) thread,NULL); <br>

if(ret!=0){ <br>

printf ("Create pthread error!\n"); <br>

exit (1); <br>

} <br>

for(i=0;i<3;i++) <br>

printf("This is the main process.\n"); <br>

pthread_join(id,NULL); <br>

return (0); <br>

} <br>

  <br>

我们编译此程序： <br>

gcc example1.c -lpthread -o example1 <br>

运行example1，我们得到如下结果： <br>

This is the main process. <br>

This is a pthread. <br>



This is the main process. <br>

This is the main process. <br>

This is a pthread. <br>

This is a pthread. <br>

再次运行，我们可能得到如下结果： <br>

This is a pthread. <br>

This is the main process. <br>

This is a pthread. <br>

This is the main process. <br>

This is a pthread. <br>

This is the main process. <br>

  <br>

　　前后两次结果不一样，这是两个线程争夺CPU资源的结果。上面的示例中，我们使用 <br>

到了两个函数，　　pthread_create和pthread_join，并声明了一个pthread_t型的变量。 <br>

　　pthread_t在头文件/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定义： <br>

　　typedef unsigned long int pthread_t; <br>

　　它是一个线程的标识符。函数pthread_create用来创建一个线程，它的原型为： <br>

extern int <br>

pthread_create __P ((pthread_t *__thread, __const pthread_attr_t *__attr, <br>

　　void *(*__start_routine) (void *), void *__arg)); <br>

　　第一个参数为指向线程标识符的指针，第二个参数用来设置线程属性，第三个参数 <br>

是线程运行函数的起始地址，最后一个参数是运行函数的参数。这里，我们的函数 <br>



thread不需要参数，所以最后一个参数设为空指针。第二个参数我们也设为空指针，这 <br>

样将生成默认属性的线程。对线程属性的设定和修改我们将在下一节阐述。当创建线程 <br>

成功时，函数返回0，若不为0则说明创建线程失败，常见的错误返回代码为EAGAIN和 <br>

EINVAL。前者表示系统限制创建新的线程，例如线程数目过多了；后者表示第二个参数 <br>

代表的线程属性值非法。创建线程成功后，新创建的线程则运行参数三和参数四确定的 <br>

函数，原来的线程则继续运行下一行代码。 <br>

　　函数pthread_join用来等待一个线程的结束。函数原型为： <br>

　　extern int pthread_join __P ((pthread_t __th, void **__thread_return)); <br>

　　第一个参数为被等待的线程标识符，第二个参数为一个用户定义的指针，它可以用 <br>

来存储被等待线程的返回值。这个函数是一个线程阻塞的函数，调用它的函数将一直等 <br>

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。一个线程的结 <br>

束有两种途径，一种是象我们上面的例子一样，函数结束了，调用它的线程也就结束了； <br>

另一种方式是通过函数pthread_exit来实现。它的函数原型为： <br>

extern void pthread_exit __P ((void *__retval)) __attribute__ ((__noreturn__)); <br>

　　唯一的参数是函数的返回代码，只要pthread_join中的第二个参数thread_return不 <br>

是NULL，这个值将被传递给thread_return。最后要说明的是，一个线程不能被多个线程 <br>

等待，否则第一个接收到信号的线程成功返回，其余调用pthread_join的线程则返回错误 <br>

代码ESRCH。 <br>

　　在这一节里，我们编写了一个最简单的线程，并掌握了最常用的三个函数 <br>

pthread_create，pthread_join和pthread_exit。下面，我们来了解线程的一些常用属 <br>

性以及如何设置这些属性。 <br>

  <br>

  <br>

3 修改线程的属性 <br>

　　在上一节的例子里，我们用pthread_create函数创建了一个线程，在这个线程中， <br>

我们使用了默认参数，即将该函数的第二个参数设为NULL。的确，对大多数程序来说， <br>

使用默认属性就够了，但我们还是有必要来了解一下线程的有关属性。 <br>

　　属性结构为pthread_attr_t，它同样在头文件/usr/include/pthread.h中定义，喜 <br>

欢追根问底的人可以自己去查看。属性值不能直接设置，须使用相关函数进行操作，初 <br>

始化的函数为pthread_attr_init，这个函数必须在pthread_create函数之前调用。属性 <br>

对象主要包括是否绑定、是否分离、堆栈地址、堆栈大小、优先级。默认的属性为非绑 <br>

定、非分离、缺省1M的堆栈、与父进程同样级别的优先级。 <br>

　　关于线程的绑定，牵涉到另外一个概念：轻进程（LWP：Light Weight Process）。 <br>

轻进程可以理解为内核线程，它位于用户层和系统层之间。系统对线程资源的分配、对 <br>

线程的控制是通过轻进程来实现的，一个轻进程可以控制一个或多个线程。默认状况下， <br>

启动多少轻进程、哪些轻进程来控制哪些线程是由系统来控制的，这种状况即称为非绑 <br>

定的。绑定状况下，则顾名思义，即某个线程固定的"绑"在一个轻进程之上。被绑定的 <br>

线程具有较高的响应速度，这是因为CPU时间片的调度是面向轻进程的，绑定的线程可以 <br>

保证在需要的时候它总有一个轻进程可用。通过设置被绑定的轻进程的优先级和调度级 <br>

可以使得绑定的线程满足诸如实时反应之类的要求。 <br>

　　设置线程绑定状态的函数为pthread_attr_setscope，它有两个参数，第一个是指向 <br>

属性结构的指针，第二个是绑定类型，它有两个取值：PTHREAD_SCOPE_SYSTEM（绑定的） <br>

和PTHREAD_SCOPE_PROCESS（非绑定的）。下面的代码即创建了一个绑定的线程。 <br>

#include <pthread.h> <br>

pthread_attr_t attr; <br>



pthread_t tid; <br>

  <br>

/*初始化属性值，均设为默认值*/ <br>

pthread_attr_init(&attr); <br>

pthread_attr_setscope(&attr, PTHREAD_SCOPE_SYSTEM); <br>

  <br>

pthread_create(&tid, &attr, (void *) my_function, NULL); <br>

  <br>

　　线程的分离状态决定一个线程以什么样的方式来终止自己。在上面的例子中，我们 <br>

采用了线程的默认属性，即为非分离状态，这种情况下，原有的线程等待创建的线程结 <br>

束。只有当pthread_join（）函数返回时，创建的线程才算终止，才能释放自己占用的 <br>

系统资源。而分离线程不是这样子的，它没有被其他的线程所等待，自己运行结束了， <br>

线程也就终止了，马上释放系统资源。程序员应该根据自己的需要，选择适当的分离状 <br>

态。设置线程分离状态的函数为 <br>
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