（转载）Posix多线程编程—线程基础（2）

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mb61bc2ba16eece 2021-12-31 17:30:19 博主文章分类：Linux

文章标签 初始化 #include 处理程序 文章分类 运维

6．名称：pthread_detach

功能：使线程进入分离状态。

头文件：#include <pthread.h>

函数原形：int pthread_detach(pthread_t tid);

参数：

返回值：若成功则返回0，否则返回错误编号。

在默认情况下，线程的终止状态会保存到对该线程调用pthread_join,如果线程已经处于分离状态，线程的底层存储资源可以在线程终止时立即被收回。当线程被分离时，并不能用pthread_join函数等待它的终止状态。对分离状态的线程进行pthread_join的调用会产生失败，返回EINVAL.pthread_detach调用可以用于使线程进入分离状态。

7．名称：pthread_cancel

功能：取消同一进程中的其他线程

头文件：#include <pthread.h>

函数原形：int pthread_cancel(pthread_t tid);

参数：tid 线程id

返回值：若成功返回0，否则返回错误编号。

在默认的情况下，pthread_cancel函数会使由tid标识的线程的行为表现为如同调用了参数为PTHEAD_CANCELED的pthread_exit函数，但是，线程可以选择忽略取消方式和控制取消方式。pthread_cancel并不等待线程终止，它仅仅提出请求。

8．名称：pthread_cancel_push/ pthread_cancel_push_pop

功能：线程清理处理程序

头文件：#include <pthread.h>

函数原形：void pthread_cancel_push(void (*rtn)(void *)，void *arg);

void pthread_cancel_pop(int execute);

参数：rtn 处理程序入口地址, arg 传递给处理函数的参数

返回值：无

线程可以安排它退出时需要调用的函数，这样的函数称为线程清理处理程序，线程可以建立多个清理处理程序。处理程序记录在栈中，也就是说它们的执行顺序与它们注册时的顺序相反。

要注意如果线程是通过从他的启动例程中返回而终止的，它的处理程序就不会调用。还要注意清理处理程序是按照与它们安装时相反的顺序调用的。

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>

void cleanup(void *arg)
{
    printf(“cleanup: %s\n”,(char *)arg);
}

void *thr_fn(void *arg) /*线程入口地址*/
{
    printf(“thread start\n”);
    pthread_cleanup_push(cleanup,”thread first handler”);/*设置第一个线程处理程序*/
    pthread_cleanup_push(cleanup,”thread second handler”); /*设置第二个线程处理程序*/
    printf(“thread push complete\n”);
    pthread_cleanup_pop(0); /*取消第一个线程处理程序*/
    pthread_cleanup_pop(0); /*取消第二个线程处理程序*/
}

int main()
{
    pthread_t tid;
    void *tret;

    pthread_creat(&tid,NULL,thr_fn,(void *)1); /*创建一个线程*/
    pthread_join(tid,&tret); /*获得线程终止状态*/

    printf(“thread exit code %d\n”,(int)tret);
    return 0;
}

八、一次性初始化

有时候我们需要对一些posix变量只进行一次初始化，如线程键（我下面会讲到）。如果我们进行多次初始化程序就会出现错误。

在传统的顺序编程中，一次性初始化经常通过使用布尔变量来管理。控制变量被静态初始化为0，而任何依赖于初始化的代码都能测试该变量。如果变量值仍然为0，则它能实行初始化，然后将变量置为1。以后检查的代码将跳过初始化。

但是在多线程程序设计中，事情就变的复杂的多。如果多个线程并发地执行初始化序列代码，2个线程可能发现控制变量为0，并且都实行初始话，而该过程本该仅仅执行一次。初始化的状态必须由互斥量保护。

如果我们需要对一个posix变量静态的初始化，可使用的方法是用一个互斥量对该变量的初始话进行控制。但有时候我们需要对该变量进行动态初始化，pthread_once就会方便的多。

9.名称：pthread_once

功能：一次性初始化

头文件：#include <pthread.h>

函数原形：pthread_once_t once_control=PTHREAD_ONCE_INIT;

int pthread_once(pthread_once_t *once_control,void(*init_routine)(void));

参数：once_control 控制变量, init_routine 初始化函数

返回值：若成功返回0，若失败返回错误编号。

类型为pthread_once_t的变量是一个控制变量。控制变量必须使用PTHREAD_ONCE_INIT宏静态地初始化。

pthread_once函数首先检查控制变量，判断是否已经完成初始化，如果完成就简单地返回；否则，pthread_once调用初始化函数，并且记录下初始化被完成。如果在一个线程初始时，另外的线程调用pthread_once，则调用线程等待，直到那个现成完成初始话返回。

下面就是该函数的程序例子：

#include <pthread.h>

pthread_once_t once = PTHREAD_ONCE_INIT;
pthread_mutex_t mutex;　/*互斥量，我们后面会讲到*/

void once_init_routine(void)　/*一次初始化函数*/
{
    int status;
    status = pthread_mutex_init(&mutex, NULL);  /*初始化互斥量*/
    if (status == 0)
        printf("Init success!,My id is %u", pthread_self());
}
void *child_thread(void *arg)
{
    printf("I’m child ,My id is %u", pthread_self());
    pthread_once(&once,once_init_routine);  /*子线程调用一次性初始化函数*/
}
int main(int argc,char *argv[ ])
{
    pthread_t child_thread_id;
    pthread_create(&child_thread_id, NULL, child_thread, NULL);  /*创建子线程*/

    printf("I’m father,my id is %u", pthread_self());
    pthread_once(&once_block, once_init_routine);  /*父线程调用一次性初始化函数*/
    pthread_join(child_thread_id, NULL);

    return 0;
}

程序运行结果如下：

./once

I’m father,My id is 3086874304

Init success!,My id is 3086874304

I’m child, My id is 3086871472

从上面的结果可以看到当主函数初始化成功后，子函数初始化失败。

九、线程的私有数据

在进程内的所有线程共享相同的地址空间，任何声明为静态或外部的变量，或在进程堆声明的变量，都可以被进程所有的线程读写。那怎样才能使线程序拥有自己的私有数据呢。posix提供了一种方法，创建线程键。

10.名称：pthread_key_create

功能：建立线程私有数据键

头文件：#include <pthread.h>

函数原形：int pthread_key_create(pthread_key *key,void(*destructor)(void *));

参数：key 私有数据键, destructor 清理函数

返回值：若成功返回0，若失败返回错误编号。

第一个参数为指向一个键值的指针，第二个参数指明了一个destructor函数（清理函数），如果这个参数不为空，那么当每个线程结束时，系统将调用这个函数来释放绑定在这个键上的内存块。这个函数常和函数pthread_once一起使用，为了让这个键只被创建一次。函数pthread_once声明一个初始化函数，第一次调用pthread_once时它执行这个函数，以后的调用将被它忽略。

下面是程序例子：

#include <pthread.h>

pthread_key_t tsd_key;
pthread_once_t key_once = PTHREAD_ONCE_INIT;

void once_routine(void)
{
    int status;
    status = pthread_key_create(&tsd_key, NULL);  /*初始化线程私有数据键*/
    if (status == 0)
        printf("Key create success! My id is %u\n", pthread_self());
}
void *child_thread(void *arg)
{
    printf("I’m child,My id is %u\n", pthread_self());
    pthread_once(&key_once,once_routine);  /* 调用一次性初始化函数*/
}
int main(int argc,char *argv[ ])
{
    pthread_t child_thread_id;
    pthread_create(&child_thread_id, NULL, child_thread, NULL);

    printf("I’m father,my id is%u\n", pthread_self());
    pthread_once(&key_once, once_routine);

    return 0;
}

程序运行结果如下：

I’m father,My id is 3086231232

Key create success! My id is 3086231232

I’m child,My id is 2086228400

11.名称：pthread_getspecific

功能：读取或设置线程特定数据

头文件：#include <pthread.h>

函数原形：void *pthread_getspecific(pthread_key_t key);

int pthread_setspecific(pthread_key_t key, const void *value);

参数：key 私有数据键

返回值：pthread_setspecific() 在成功完成之后返回零，其他任何返回值都表示出现了错误；pthread_getspecific 不返回任何错误。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

pthread_key_t key;
struct test_struct {
    int i;
    float k;
};
void *child1 (void *arg)
{
    struct test_struct struct_data;
    struct_data.i = 10;
    struct_data.k = 3.1415;

    pthread_setspecific(key, &struct_data);
    printf ("结构体struct_data的地址为 0x%p\n", &(struct_data));
    printf ("child1 中 pthread_getspecific(key)返回的指针为:0x%p\n", (struct test_struct *)pthread_getspecific(key));
    printf ("利用 pthread_getspecific(key)打印 child1 线程中与key关联的结构体中成员值:\nstruct_data.i:%d\nstruct_data.k: %f\n", \

((struct test_struct *)pthread_getspecific (key))->i, ((struct test_struct *)pthread_getspecific(key))->k);
    printf ("------------------------------------------------------\n");
}
void *child2 (void *arg)
{
    int temp = 20;
    sleep(2);

    printf ("child2 中变量 temp 的地址为 0x%p\n", &temp);
    pthread_setspecific (key, &temp);

    printf ("child2 中 pthread_getspecific(key)返回的指针为:0x%p\n", (int *)pthread_getspecific(key));
    printf ("利用 pthread_getspecific(key)打印 child2 线程中与key关联的整型变量temp 值:%d\n", *((int *)pthread_getspecific(key)));
}
int main (void)
{
    pthread_t tid1, tid2;

    pthread_key_create (&key, NULL);

    pthread_create (&tid1, NULL, (void *)child1, NULL);
    pthread_create (&tid2, NULL, (void *)child2, NULL);

    pthread_join (tid1, NULL);
    pthread_join (tid2, NULL);

    pthread_key_delete (key);

    return (0);
}