Linux Posix线程编程:创建与取消详解
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更新于2024-07-24
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"这篇文档是关于Linux环境下使用Posix线程进行多线程编程的介绍,主要涵盖了线程创建和取消的基本概念以及相关的API函数。"
在Linux系统中,多线程编程是通过Posix线程(也称为pthreads)接口实现的。Posix线程提供了一组标准的API,允许开发者创建、管理线程,并实现线程间的通信和同步。本文档特别关注线程的创建和取消。
1. 线程与进程的区别
线程被看作是执行体的一个轻量级实例,它与同一进程中的其他线程共享数据空间,但每个线程都有自己独立的栈,用于存储局部变量和函数调用信息。引入线程和进程的目的是提升程序的并发性,从而提高执行效率和响应时间。相比于进程,线程创建和切换的开销较小,但对资源的管理和保护不够强;而进程则提供了更好的资源隔离和管理。
2. 创建线程
Posix线程通过`pthread_create()`函数来创建。该函数原型如下:
```c
int pthread_create(pthread_t *thread, pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine)(void *), void *arg);
```
- `thread`:指向新创建线程ID的指针。
- `attr`:指向线程属性的指针,用于设置线程的特定行为,如线程的分离状态、调度策略等。如果不指定,系统会使用默认的线程属性。
- `start_routine`:新线程开始执行的函数指针。
- `arg`:传递给`start_routine`函数的参数。
`pthread_create()`成功创建线程后,新线程将立即开始执行`start_routine(arg)`。返回值0表示成功,非0表示失败。
3. 线程创建属性
`pthread_attr_t`结构体允许我们设置线程的属性,比如`detachstate`。这个属性决定了新线程是joinable(可连接)还是detached(分离)。默认情况下,新创建的线程是joinable,意味着可以通过`pthread_join()`函数等待线程结束并回收其资源。如果设置为detached,线程将在结束时自动清理资源,无法再被`pthread_join()`。
4. 线程取消
- 如果线程是joinable状态,可以使用`pthread_join()`函数等待线程结束并回收资源,例如:
```c
pthread_join(thread_id, NULL);
```
- 对于detached线程,一旦结束,其资源将自动释放,无法通过`pthread_join()`回收。
5. 其他线程操作
除了创建和取消线程,Posix线程还提供了如线程同步(互斥锁、条件变量)、信号量、线程调度和优先级等功能,这些都是多线程编程中不可或缺的部分。
在实际的多线程编程中,理解并熟练使用这些API是至关重要的,因为它们可以帮助开发者有效地管理线程,避免竞态条件和死锁等问题,从而编写出高效、稳定的多线程程序。在SMP(Symmetric Multi-Processing)系统中,多线程能够充分利用多核处理器的计算能力,进一步提高程序性能。
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