QNX环境下多线程编程

QNX环境下多线程编程环境下多线程编程

绍了QNX实时操作系统和多线程编程技术，包括线程间同步的方法、多线程程序的分析步骤、线程基本程序结

构以及实用编译方法。

0引言： QNX是由加拿大QNX软件有限系统公司开发的一种多任务、分布式、可嵌入的实时操作系统。它有着轻巧的微内

核，可以对进程进行全面的地址保护，可剪裁，模块化程度高，实时性强，安全可靠。符合POSIX标准的API使它成为一个开

放式互联系统，便于与UNIX/LINUX系统的移植。QNX有着不同于 UNIX或LINUX的模块化设计思想，并不是UNIX或LINUX的

一种演化，而是完全不同的一种全新的实时操作系统。由于其独特的体系结构，QNX广泛应用于嵌入式系统、机器人工程、

工业控制、航空航天等各个领域。 在QNX中，线程是一个单一的控制执行流。从程序的最低层角度考虑，线程包括当前指令

公司推出了QNX/Neutrino实时操作系统的Neutrino2.0、Neutrino6.0增加了对于POSIX线程的支持，标准的 API不但使它易于

扩展，而且也使得编写多线程程序变得容易。由于线程具上下文较轻、切换较快、在创建多个线程时系统的开销比较小、通讯

手段灵活多样、共享资源丰富等优点，在处理大型并发多任务问题时多线程有了明显的优势。QNX是抢先式多任务系统,这种

系统决定了多个线程在访问共享资源时线程执行的次序变得不可预期，所以线程间的同步就显得极为重要。QNX提供了多种

同步机制以保证多线程程序的安全、可靠。 1 QNX多线程库函数简介 QNX与LINUX不同，没有单独的线程库，与线程有关的

API是作为C语言库函数的一部分使用的，头文件是，同样方便地提供线程的创建、终止和同步等功能。QNX不仅在C语言库

函数中提供了符合POSIX1003.1c标准的与线程相关的API，而且还提供了很多POSIX标准没有的扩展功能，使得多线程编程

变得更加容易。 1.1线程的创建、取消和终止 1.11线程的创建 QNX通过pthread_create()函数创建线程，API定义如下： int

pthread_create( pthread t* thread, const pthread attr t* attr, void* (*start routine)(void* ), void* arg ); pthread_create()创建的

线程执行start routine() 函数，thread返回创建的线程描述符，而attr是创建线程时设置的线程属性，arg可以作为任意类型的参

取消点取消，PTHREAD_CANCEL_ASYCHRONOUS表示立即取消。 1.13 线程的终止 QNX中终止一个线程需要调用

pthread exit()，其API定义： void pthread exit( void* value ptr ); 当一个线程在执行了start routine()函数后返回时，系统自动

隐式调用pthread exit()使其退出，start routine()的返回值，作为线程的退出状态。在一个线程中也可以显式调用pthread exit()

退出，对于单线程进程而言，调用pthread exit()与调用exit(0)是等效的。 1.2 线程的常用控制函数 pthread_self() API:

pthread_t pthread_self(void); 说明：返回线程描述符,pthread_create()返回值相同。 pthread_equal() API: int

pthread_equal(pthread_t t1,pthread_t t2); 说明：t1,t2为线程描述符，可调用pthread_self()和pthread_create()得到。此函数

功能为比较两个线程的描述符，不管线程描述符是否合法。如果返回值为非零说明两个线程是同一线程，为零说明两个线程不

是同一线程。 pthread_join() API: int pthread_join(pthread_t thread, void** value_ptr); 说明：thread 为等待终止的目标线

程，value_ptr为一指针，当值不为NULL时指向一个内存空间，这个空间用来存放目标线程传给pthread_exit()的数据。调用

pthread_join()的线程将被挂起，直到目标线程终止。一个线程仅允许唯一的线程使用pthread_join()等待它的终止，并且被等

号灯、屏障、读/写锁、sleepon锁等，其中最主要的是互斥体和条件变量，其余的同步机制都是由他们组合而成的，当然你也

可以根据自己的要求构建自己的同步机制。 互斥体——QNX使用了互斥体来实现互斥操作，在初始化互斥体后，将给定的代

码或变量的前后进行加锁、解锁操作，线程在访问之前要先得到互斥体，这样就可以保证只有一个线程能访问到代码或变量，

而其余的线程会处于阻塞状态直到互斥体被释放。这种机制保证了线程对资源访问的互斥性，达到了对代码或变量的保护。

条件变量——QNX的条件变量用来同步线程，所有线程都会等待一个条件变量可用，当条件满足时，一个线程发出广播或信

号来同步所有的线程或某一线程。为了防止多个线程同时申请等待而产生竞争，条件变量通常要与互斥体联合使用。 信号灯

——QNX信号灯也是一种符合POSIX标准的的同步机制，它是由互斥体和条件变量结合一些数据构造而成的，QNX系统将其

封装在C语言库函数中，头文件是。它的功能很强大，可以允许多个线程访问同一资源，可以通过设定灯值来限定线程的个

数，灯值为一时它就是互斥体。 屏障——POSIX 1003.1j提议的内容，主要由互斥体、条件变量和计数器构造而成。作用是停

止某些线程，当所要求的线程数量到达屏障时，所有的线程被允许继续运行。屏障通常被用来确保某些并行算法中的所有合作

系统资源。 3 多线程程序的设计分析与基本结构 3.1多线程程序的设计分析 1)确定完成任务所需的最少线程个数。 多余的线

程只会使程序的复杂性增加，出错的可能性也随之增加。设计程序时要遵循简单、高效、安全的原则，如果用单线程能够很好

的完成任务，那么一定不要用多线程。 2)分析多线程需要共享的数据。 在多线程程序中常常需要共享一些数据，通常是一些