多线程编程
1. 多线程简单例子
多线程编程是一种在程序中同时执行多个任务的编程方式。它能够有效地利用多核或多处理器的计算资源，提高程序的执行效率。在C语言中，我们可以使用pthread库来进行多线程编程。
pthread库是一个开源的多线程库，它提供了丰富的多线程功能，包括创建、销毁线程、线程同步、线程通信等。下面是一个使用pthread库进行多线程编程的简单例子：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
// 定义一个函数，该函数将由多个线程执行
void *print_message_function( void *ptr ) {
char *message;
message = (char *) ptr;
printf("%s \n", message);
pthread_exit(NULL);
}
int main () {
pthread_t threads[2];
char *message1 = "Thread 1";
char *message2 = "Thread 2";
// 创建两个线程，分别执行print_message_function函数
pthread_create(&threads[0], NULL, print_message_function, (void*) message1);
pthread_create(&threads[1], NULL, print_message_function, (void*) message2);
// 等待两个线程完成执行
for(int i=0; i<2; i++){
pthread_join(threads[i], NULL);
}
pthread_exit(NULL);
}
在这个例子中，我们首先定义了一个函数print_message_function，这个函数将会由多个线程执行。然后我们在main函数中创建了两个线程，并且分别传入不同的参数来执行print_message_function函数。每个线程将会打印出对应的消息。最后，我们使用pthread_join函数来等待线程的结束，确保主线程在所有线程结束后退出。
线程池
下面是一个简单的线程池实现例子，它使用了pthread库的各种函数，包括pthread_cond_wait，pthread_cond_broadcast和pthread_mutex_lock等。注意，这只是一个基本的实现，可能需要再进行适应你具体需求的修改。
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX_THREADS 5
void *worker(void *arg);
typedef struct one_thread{
pthread_t thread;
pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;
int status;
int task_params;
}one_thread;
int stop = 0;
int main(void){
one_thread *thread_pool = (one_thread*)calloc(MAX_THREADS, sizeof(one_thread));
int i;
// init
print("========> init thread pool");
for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++){
pthread_mutex_init(&thread_pool[i].mutex, NULL);
pthread_cond_init(&thread_pool[i].cond, NULL);
pthread_create(&thread_pool[i].thread, NULL, worker, (void*)&thread_pool[i]);
}
// run task
print("========> run task");
for (i = 0; i < 10; i++){
int thread_idx = i % MAX_THREADS;
thread_pool[thread_idx].task_params = i;
thread_pool[thread_idx].status = 0;
pthread_mutex_lock(&thread_pool[thread_idx].mutex);
pthread_cond_signal(&thread_pool[thread_idx].cond);
pthread_mutex_unlock(&thread_pool[thread_idx].mutex);
}
stop = 1;
for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++){
pthread_mutex_lock(&thread_pool[i].mutex);
pthread_cond_broadcast(&thread_pool[i].cond);
pthread_mutex_unlock(&thread_pool[i].mutex);
}
for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++){
pthread_join(thread_pool[i].thread, NULL);
}
// detrory thread
for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++){
pthread_mutex_destroy(&thread_pool[i].mutex);
pthread_cond_destroy(&thread_pool[i].cond);
}
free(thread_pool);
return 0;
}
void *worker(void *arg){
one_thread *ctx = (one_thread*)arg;
while(1){
pthread_mutex_lock(&ctx->mutex);
while(!stop && ctx->status == 0){
pthread_cond_wait(&ctx->cond, &ctx->mutex);
}
if(stop){
pthread_mutex_unlock(&ctx->mutex);
break;
}
printf("Thread %lu did some work, task param = %d \n", pthread_self(), ctx->task_params);
sleep(1);
ctx->status = 0;
pthread_mutex_unlock(&ctx->mutex);
}
return NULL;
}
上面的例子创建了5个线程的线程池，
这个程序首先初始化了一个互斥锁和一个条件变量。然后，它创建了五个工作线程，每个线程都等待条件变量被激活。主线程循环10次，每次发出一个信号，唤醒一个等待的线程。然后它休眠一秒，再次循环。最后，主线程发出一个广播信号，唤醒所有等待的线程，然后等待所有线程完成。
