Linux多線程編程學習

一、什麼是線程？

      線程是進程的一個實體，是CPU調度和分派的基本單位，它是比進程更小的能獨立運行的基本單位。線程自己基本上不擁有系統資源，只擁有一點在運行中必不可少的資源(如程序計數器，一組寄存器和棧)，但是它可與同屬一個進程的其他的線程共享進程所擁有的全部資源。

二、什麼時候使用多線程？

     當多個任務可以並行執行時，可以為每個任務啟動一個線程。

三、線程的創建

     使用pthread_create函數。

1. #include<pthread.h>   
2. int pthread_create (pthread_t *__restrict __newthread,//新創建的線程ID   
3.                __const pthread_attr_t *__restrict __attr,//線程屬性   
4.                void *(*__start_routine) (void *),//新創建的線程從start_routine開始執行   
5.                void *__restrict __arg)//執行函數的參數  

返回值：成功-0，失敗-返回錯誤編號，可以用strerror(errno)函數得到錯誤信息

四、線程的終止

   三種方式

• 線程從執行函數返回，返回值是線程的退出碼
• 線程被同一進程的其他線程取消
• 調用pthread_exit()函數退出。這裡不是調用exit，因為線程調用exit函數，會導致線程所在的進程退出。

一個小例子：

啟動兩個線程，一個線程對全局變量num執行加1操作，執行五百次，一個線程對全局變量執行減1操作，同樣執行五百次。

1. #include <stdio.h>   
2. #include <stdlib.h>   
3. #include <pthread.h>   
4. #include <unistd.h>   
5. #include <string.h>   
6.   
7. int num=0;  
8. void *add(void *arg) {//線程執行函數，執行500次加法   
9.     int i = 0,tmp;  
10.     for (; i <500; i++)  
11.     {  
12.         tmp=num+1;  
13.         num=tmp;  
14.         printf("add+1,result is:%d\n",num);  
15.     }  
16.     return ((void *)0);  
17. }  
18. void *sub(void *arg)//線程執行函數，執行500次減法   
19. {  
20.     int i=0,tmp;  
21.     for(;i<500;i++)  
22.     {  
23.         tmp=num-1;  
24.         num=tmp;  
25.         printf("sub-1,result is:%d\n",num);  
26.     }  
27.     return ((void *)0);  
28. }  
29. int main(int argc, char** argv) {  
30.       
31.     pthread_t tid1,tid2;  
32.     int err;  
33.     void *tret;  
34.     err=pthread_create(&tid1,NULL,add,NULL);//創建線程   
35.     if(err!=0)  
36.     {  
37.         printf("pthread_create error:%s\n",strerror(err));  
38.         exit(-1);  
39.     }  
40.     err=pthread_create(&tid2,NULL,sub,NULL);  
41.     if(err!=0)  
42.     {  
43.         printf("pthread_create error:%s\n",strerror(err));  
44.          exit(-1);  
45.     }  
46.     err=pthread_join(tid1,&tret);//阻塞等待線程id為tid1的線程，直到該線程退出   
47.     if(err!=0)  
48.     {  
49.         printf("can not join with thread1:%s\n",strerror(err));  
50.         exit(-1);  
51.     }  
52.     printf("thread 1 exit code %d\n",(int)tret);  
53.     err=pthread_join(tid2,&tret);  
54.     if(err!=0)  
55.     {  
56.         printf("can not join with thread1:%s\n",strerror(err));  
57.         exit(-1);  
58.     }  
59.     printf("thread 2 exit code %d\n",(int)tret);  
60.     return 0;  
61. }  

使用g++編譯該文件（g++ main.cpp -o main)。此時會報錯undefined reference to `pthread_create'。

報這個錯誤的原因是：pthread庫不是linux默認的庫，所以在編譯時候需要指明libpthread.a庫。

解決方法：在編譯時，加上-lpthread參數。

執行結果：

乍一看，結果是對的，加500次，減500次，最後結果為0。但是仔細看所有的輸出，你會發現有異樣的東西。

    導致這個不和諧出現的原因是，兩個線程可以對同一變量進行修改。假如線程1執行tmp=50+1後，被系統中斷，此時線程2對num=50執行了減一操作，當線程1恢復，在執行num=tmp=51。而正確結果應為50。所以當多個線程對共享區域進行修改時，應該采用同步的方式。