多线程实现多任务
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了多线程实现多任务相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
概述
每一个进程都拥有自己的数据段、代码段和堆栈段，这就造成进程在进行创建、切换、撤销操作时，须要较大的系统开销。
为了降低系统开销，从进程中演化出了线程。
为了让进程完毕一定的工作，进程必须至少包括一个线程。线程存在于进程中，共享进程的资源。很多其它详情。请看《进程和线程的差别与联系》。
就像每一个进程都有一个进程号一样，每一个线程也有一个线程号。进程号在整个系统中是唯一的，但线程号不同，线程号仅仅在它所属的进程环境中有效。进程号用 pid_t 数据类型表示，是一个非负整数。线程号则用 pthread_t 数据类型来表示，Linux 使用无符号长整数表示。有的系统在实现 pthread_t 的时候，用一个结构体来表示，所以在可移植的操作系统实现不能把它做为整数处理。
线程的经常使用函数
1）获取线程号
所需头文件：
#include <pthread.h>
pthread_t pthread_self(void);
功能：
获取线程号。
參数：
无
返回值：
调用线程的线程 ID 。
2）线程号的比較
所需头文件：
#include <pthread.h>
int pthread_equal(pthread_t t1, pthread_t t2);
功能：
推断线程号 t1 和 t2 是否相等。
为了方便移植，尽量使用函数来比較线程 ID。
參数：
t1，t2：待推断的线程号。
返回值：
相等： 非 0
不相等：0
演示样例代码：
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <pthread.h>
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- pthread_t thread_id;
- thread_id = pthread_self(); // 返回调用线程的线程ID
- printf("Thread ID = %lu \n",thread_id);
- if( 0 != pthread_equal( thread_id, pthread_self() ) ){
- printf("Equal!\n");
- }else{
- printf("Not equal!\n");
- }
- return 0;
- }
线程函数的程序在 pthread 库中，故链接时要加上參数 -lpthread。
执行结果例如以下：
3）线程的创建
所需头文件：
#include <pthread.h>
int pthread_create( pthread_t *thread,
const pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine)(void *),
void *arg );
功能：
创建一个线程。
參数：
thread：线程标识符地址。
attr：线程属性结构体地址，通常设置为 NULL。
start_routine：线程函数的入口地址。
arg：传给线程函数的參数。
返回值：
成功：0
失败：非 0
pthread_create() 创建的线程从指定的回调函数開始执行，该函数执行完后，该线程也就退出了。
线程依赖进程存在的，共享进程的资源，假设创建线程的进程结束了。线程也就结束了。
演示样例一：
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <pthread.h>
- int var = 8;
- void *thread_1(void *arg)
- {
- while(1)
- {
- printf("this is my new thread1: var++\n");
- var++;
- sleep(1);
- }
- return NULL;
- }
- void *thread_2(void * arg)
- {
- while(1){
- printf("this is my new thread2: var = %d\n", var);
- sleep(1);
- }
- return NULL;
- }
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- pthread_t tid1,tid2;
- //创建两个线程
- pthread_create(&tid1, NULL, thread_1, NULL);
- pthread_create(&tid2, NULL, thread_2, NULL);
- while(1){
- printf("the main thread: var = %d\n", var);
- sleep(1);
- }
- return 0;
- }
执行结果例如以下：
演示样例二：
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <pthread.h>
- // 回调函数
- void *thread_fun(void * arg)
- {
- sleep(1);
- int num = *( (int *)arg );
- printf("int the new thread: num = %d\n", num);
- return NULL;
- }
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- pthread_t tid;
- int test = 100;
- // 创建线程, 把 &test 传给回调函数 thread_fun()
- pthread_create(&tid, NULL, thread_fun, (void *)&test);
- while(1);
- return 0;
- }
执行结果例如以下：
4）回收线程资源
所需头文件：
#include <pthread.h>
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
功能：
等待线程结束（此函数会堵塞），并回收线程资源，类似进程的 wait() 函数。假设线程已经结束。那么该函数会马上返回。
參数：
thread：被等待的线程号。
retval：用来存储线程退出状态的指针的地址。
返回值：
成功：0
失败：非 0
演示样例代码例如以下：
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <pthread.h>
- void *thead(void *arg)
- {
- static int num = 123; //静态变量
- printf("after 2 seceonds, thread will return\n");
- sleep(2);
- return #
- }
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- pthread_t tid;
- int ret = 0;
- void *value = NULL;
- // 创建线程
- ret = pthread_create(&tid, NULL, thead, NULL);
- if(ret != 0){ //创建失败
- perror("pthread_create");
- }
- // 等待线程号为 tid 的线程，假设此线程结束就回收其资源
- // &value保存线程退出的返回值
- pthread_join(tid, &value);
- printf("value = %d\n", *( (int *)value ) );
- return 0;
- }
执行结果例如以下：
创建一个线程后应回收其资源，但使用 pthread_join() 函数会使调用者堵塞，Linux 还提供了非堵塞函数 pthread_detach() 来回收线程的资源。
所需头文件：
#include <pthread.h>
int pthread_detach(pthread_t thread);
功能：
使调用线程与当前进程分离，分离后不代表此线程不依赖与当前进程，线程分离的目的是将线程资源的回收工作交由系统自己主动来完毕，也就是说当被分离的线程结束之后，系统会自己主动回收它的资源。所以。此函数不会堵塞。
參数：
thread：线程号。
返回值：
成功：0
失败：非 0
注意，调用 pthread_detach() 后再调用 pthread_join() , pthread_join() 会立刻返回，调用失败。
演示样例代码例如以下：
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <pthread.h>
- void *thead(void *arg)
- {
- int i;
- for(i=0; i<5; i++)
- {
- printf("I am runing\n");
- sleep(1);
- }
- return NULL;
- }
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- int ret = 0;
- pthread_t tid;
- ret = pthread_create(&tid, NULL, thead, NULL);
- if(ret!=0){
- perror("pthread_create");
- }
- pthread_detach(tid); // 线程分离。不堵塞
- // 立刻返回，调用失败
- int flag = pthread_join(tid, NULL);
- if(flag != 0){
- printf("join not working\n");
- }
- printf("after join\n");
- sleep(3);
- printf("I am leaving\n");
- return 0;
- }
执行结果例如以下：
5）线程退出
在进程中我们能够调用 exit() 函数或 _exit() 函数来结束进程。在一个线程中我们能够通过 pthread_exit() 在不终止整个进程的情况下停止它的控制流。
所需头文件：
#include <pthread.h>
void pthread_exit(void *retval);
功能：
退出调用线程。一个进程中的多个线程是共享该进程的数据段，因此。通常线程退出后所占用的资源并不会释放。
參数：
retval：存储线程退出状态的指针。
返回值：
无
演示样例代码例如以下：
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <pthread.h>
- void *thread(void *arg)
- {
- static int num = 123; //静态变量
- int i = 0;
- while(1)
- {
- printf("I am runing\n");
- sleep(1);
- i++;
- if(i==3)
- {
- pthread_exit( (void *)&num );
- // return #
- }
- }
- return NULL;
- }
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- int ret = 0;
- pthread_t tid;
- void *value = NULL;
- ret = pthread_create(&tid, NULL, thread, NULL);
- if(ret!=0){
- perror("pthread_create");
- }
- pthread_join(tid, &value);
- printf("value = %d\n", *(int *)value );
- return 0;
- }
执行结果例如以下：
以上是关于多线程实现多任务的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章