Linux多线程编程

参考文章：http://www.cnblogs.com/skynet/archive/2010/10/30/1865267.html

有关线程操作的函数

#include <pthread.h>

int pthread_create(pthread_t *tid, const pthread_attr_t *attr, void *(*func) (void *), void *arg);
int pthread_join (pthread_t tid, void ** status);
pthread_t pthread_self (void);
int pthread_detach (pthread_t tid);
void pthread_exit (void *status);

pthread_create用于创建一个线程，成功返回0，否则返回Exxx（为正数）。

pthread_t *tid：线程id的类型为pthread_t，通常为无符号整型，当调用pthread_create成功时，通过*tid指针返回。

const pthread_attr_t *attr：指定创建线程的属性，如线程优先级、初始栈大小、是否为守护进程等。可以使用NULL来使用默认值，通常情况下我们都是使用默认值。

void (*func) (void )：函数指针func，指定当新的线程创建之后，将执行的函数。

void *arg：线程将执行的函数的参数。如果想传递多个参数，请将它们封装在一个结构体中。

pthread_join用于等待某个线程退出，成功返回0，否则返回Exxx（为正数）。

pthread_t tid：指定要等待的线程ID

void ** status：如果不为NULL，那么线程的返回值存储在status指向的空间中（这就是为什么status是二级指针的原因！这种才参数也称为“值-结果”参数）。

pthread_self用于返回当前线程的ID。

pthread_detach用于是指定线程变为分离状态，就像进程脱离终端而变为后台进程类似。成功返回0，否则返回Exxx（为正数）。变为分离状态的线程，如果线程退出，它的所有资源将全部释放。而如果不是分离状态，线程必须保留它的线程ID，退出状态直到其它线程对它调用了pthread_join。

pthread_exit用于终止线程，可以指定返回值，以便其他线程通过pthread_join函数获取该线程的返回值。

- void *status：指针线程终止的返回值。

线程之间的互斥

#include <pthread.h>

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t * mptr);
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t * mptr);

在对临界资源进行操作之前需要pthread_mutex_lock先加锁，操作完之后pthread_mutex_unlock再解锁。而且在这之前需要声明一个pthread_mutex_t类型的变量，用作前面两个函数的参数。

线程之间的同步

#include <pthread.h>

int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cptr, pthread_mutex_t *mptr);
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cptr);

pthread_cond_wait用于等待某个特定的条件为真，pthread_cond_signal用于通知阻塞的线程某个特定的条件为真了。在调用者两个函数之前需要声明一个pthread_cond_t类型的变量，用于这两个函数的参数。

为什么条件变量始终与互斥锁一起使用，对条件的测试是在互斥锁（互斥）的保护下进行的呢？因为“某个特性条件”通常是在多个线程之间共享的某个变量。互斥锁允许这个变量可以在不同的线程中设置和检测。

通常，pthread_cond_wait只是唤醒等待某个条件变量的一个线程。如果需要唤醒所有等待某个条件变量的线程，需要调用：

int pthread_cond_broadcast (pthread_cond_t * cptr);

默认情况下面，阻塞的线程会一直等待，知道某个条件变量为真。如果想设置最大的阻塞时间可以调用：

int pthread_cond_timedwait (pthread_cond_t * cptr, pthread_mutex_t *mptr, const struct timespec *abstime);

如果时间到了，条件变量还没有为真，仍然返回，返回值为ETIME。

最终代码

/*
是否熟悉POSIX多线程编程技术？如熟悉，编写程序完成如下功能：
1）有一int型全局变量g_Flag初始值为0；
2）在主线称中起动线程1，打印“this is thread1”，并将g_Flag设置为1
3）在主线称中启动线程2，打印“this is thread2”，并将g_Flag设置为2
4）线程序1需要在线程2退出后才能退出
5）主线程在检测到g_Flag从1变为2，或者从2变为1的时候退出
*/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<pthread.h>
#include<errno.h>
#include<unistd.h>

typedef void* (*fun)(void*);

int g_Flag=0;
static pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
static pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

void* thread1(void*);
void* thread2(void*);

/*
*  when program is started, a single thread is created, called the initial thread or main thread.
*  Additional threads are created by pthread_create.
*  So we just need to create two thread in main().
*/

int main(int argc, char** argv)
{
printf("enter main\n");
pthread_t tid1, tid2;
int rc1=0, rc2=0;
rc2 = pthread_create(&tid2, NULL, thread2, NULL);
if(rc2 != 0)
printf("%s: %d\n",__func__, strerror(rc2));

rc1 = pthread_create(&tid1, NULL, thread1, &tid2);
if(rc1 != 0)
printf("%s: %d\n",__func__, strerror(rc1));

pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
printf("leave main\n");
exit(0);
}

/*
* thread1() will be execute by thread1, after pthread_create()
* it will set g_Flag = 1;
*/
void* thread1(void* arg)
{
printf("enter thread1\n");
printf("this is thread1, g_Flag: %d, thread id is %u\n",g_Flag, (unsigned int)pthread_self());
pthread_mutex_lock(&mutex);
if(g_Flag == 2)
pthread_cond_signal(&cond);
g_Flag = 1;
printf("this is thread1, g_Flag: %d, thread id is %u\n",g_Flag, (unsigned int)pthread_self());
pthread_mutex_unlock(&mutex);
pthread_join(*(pthread_t*)arg, NULL);
printf("leave thread1\n");
pthread_exit(0);
}

/*
* thread2() will be execute by thread2, after pthread_create()
* it will set g_Flag = 2;
*/
void* thread2(void* arg)
{
printf("enter thread2\n");
printf("this is thread2, g_Flag: %d, thread id is %u\n",g_Flag, (unsigned int)pthread_self());
pthread_mutex_lock(&mutex);
if(g_Flag == 1)
pthread_cond_signal(&cond);
g_Flag = 2;
printf("this is thread2, g_Flag: %d, thread id is %u\n",g_Flag, (unsigned int)pthread_self());
pthread_mutex_unlock(&mutex);
printf("leave thread2\n");
pthread_exit(0);
}

输出结果为：

enter main
enter thread2
this is thread2, g_Flag: 0, thread id is 1344972544
this is thread2, g_Flag: 2, thread id is 1344972544
leave thread2
enter thread1
this is thread1, g_Flag: 2, thread id is 1336579840
this is thread1, g_Flag: 1, thread id is 1336579840
leave thread1
leave main