Linux学习——线程的控制

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一，线程的创建

二，线程的退出

1，在子线程内return

 2,使用pthread_exit(void*)

三，线程等待

四，线程获取自己的id值

五，线程取消

六，线程分离

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一，线程的创建

在对进程控制之前，首先要做的便是创建一个线程。创建方法如下：

使用的创建方法叫做pthread_create。

参数介绍：

thread：线程id
attr：线程属性，直接设为null
start_routine：函数指针
arg：这个参数会传递进start_routine的void*参数中。

例子：

 #include<iostream>#include<pthread.h>#include<unistd.h>using namespace std;void* hander(void* args)//新线程执行的方法{while(true){sleep(1);cout << "i am new thread" << endl;}}int main(){pthread_t td;pthread_create(&td, nullptr, hander, nullptr);//创建好新线程以后，新线程会去执行传入的hander方法。while(true)//主线程会继续向下执行自己的方法{sleep(1);cout << "i am main thread" << endl;}return 0;}

 执行这个代码以后结果如下：

在这里要注意，在使用g++编译时要加上-lpthread。因为线程库是一个第三方库，但是是安装在系统中的所以只需要-l便可以连接到pthread库。

二，线程的退出

1，在子线程内return

  线程的退出有多种方式，先来看看最基本的一种退出方式，代码如下：

​
void *hander(void *args)
{string name = static_cast<const char *>(args);int cnt = 5;while (cnt--){cout << "i am new thread" << name << endl;sleep(1);}return nullptr;//最基本的退出线程的方式便是直接在子线程内部使用return的方式退出
}class data
{
public:char buf[64];int i;
};int main()
{for (int i = 1; i <= NUM; i++) // 创建一批线程{data *m = new data();snprintf(m->buf, sizeof(m->buf), "%s:%d", "new thread", i);pthread_t td;pthread_create(&td, nullptr, hander, (void *)m->buf);}while (true){cout << "-- -- -- -- -- -- -- --sucess -- -- -- -- -- -- -- " << endl;sleep(1);}return 0;
}​

 在使用这种方式退出时，主线程在子线程退出以后还会继续执行。但是如果是子线程不退出而主线程先退出呢？像这样：

​
void *hander(void *args)
{string name = static_cast<const char *>(args);int cnt = 5;while (true)//子线程一直在死循环{cout << "i am new thread" << name << endl;sleep(1);}return nullptr;
}class data
{
public:char buf[64];int i;
};int main()
{for (int i = 1; i <= NUM; i++) // 创建一批线程{data *m = new data();snprintf(m->buf, sizeof(m->buf), "%s:%d", "new thread", i);pthread_t td;pthread_create(&td, nullptr, hander, (void *)m->buf);}int cnt = 5;while (cnt--)//主线程在cnt减到零时就退出{cout << "-- -- -- -- -- -- -- --sucess -- -- -- -- -- -- -- " << endl;sleep(1);}return 0;
}​

 这样的话只要主线程退出了，这个进程都会直接结束。 如下：

 2,使用pthread_exit(void*)

这个函数是线程库提供给我们的专门用于线程退出的函数，他的参数可以直接设置为nullptr。使用方式如下：

void *hander(void *args)
{string name = static_cast<const char *>(args);int cnt = 5;while (cnt--){cout << "i am new thread" << name << endl;sleep(1);}pthread_exit(nullptr);//使用pthread_exit()退出线程。
}class data
{
public:char buf[64];int i;
};int main()
{for (int i = 1; i <= NUM; i++) // 创建一批线程{data *m = new data();snprintf(m->buf, sizeof(m->buf), "%s:%d", "new thread", i);pthread_t td;pthread_create(&td, nullptr, hander, (void *)m->buf);}while (true){cout << "-- -- -- -- -- -- -- --sucess -- -- -- -- -- -- -- " << endl;sleep(1);}return 0;
}

使用pthread_exit退出的效果和在子线程内使用return退出的效果一样。 

 ##注意##  线程的退出不能使用exit,因为exit的本质其实是向进程发信号，所以exit是专门用于进程退出的。同样的，线程的退出也不需要返回errno，因为如果一个线程因为异常退出的话整个进程都会退出，进程返回errno就可以了。

三，线程等待

和进程一样，线程也需要等待。等待的目的如下：

1，回收新线程对应的内核资源。

2，接收新线程返回的数据。

线程等待函数： int pthread_join(pthread_t thread, void **retval)

thread:表示要等待线程的pid

reval:接收数据并将数据带出。

使用如下：

class thread
{
public:int _num;       // 线程的编号char _buf[64];  // 线程的名字pthread_t _tid; // 线程的id
};void *start_routine(void *args)
{int cnt = 5;while (cnt--){sleep(1);thread *_td = static_cast<thread *>(args);cout << "i am new thread:" << _td->_buf << ":" << _td->_num<< ":" << _td->_tid << endl;}pthread_exit(nullptr);//线程退出
}int main()
{vector<thread*> threads;for (int i = 1; i <= 10; i++)//创建线程{thread *td = new thread;td->_num = i;snprintf(td->_buf, sizeof(td->_buf), "%s-%d", "thread:", i);pthread_create(&td->_tid, nullptr, start_routine, (void *)td);threads.push_back(td);}for(auto e:threads){void *ret = nullptr;pthread_join(e->_tid, &ret);//回收线程cout << "等待成功"<< " tid:" << e->_tid << endl;}cout << "等待结束" << endl;return 0;
}

以上的代码便演示了如何用pthread_join进行线程的等待效果如下：

那该函数里面的里面的返回值有什么作用呢？其实这个返回值就是用来带出退出码的。过程如下：

 添加打印退出码的信息以后结果如下：

那为什么reval的类型是二级指针类型呢？这其实是因为线程结束后，退出信息会写入到线程库内部。线程库内部的退出码便是void*类型的。此时我们要想的便是获取这个退出码了，如何获取呢？因为pthread_join()的返回值是int类型的，所以我们便不能直接让pthread_join()直接返回一个void*类型的变量，所以只能自己在用户层定义一个void*类型的retval然后retval的地址传入进去获取返回值了。

四，线程获取自己的id值

使用 pthread_t pthread_self(void)可以获取到当前线程的id值。

示例代码：

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <vector>
#include <unistd.h>
using namespace std;void *Done(void *args)
{uint64_t i = (uint64_t)args;string name = "thread_" + to_string(i);sleep(1);cout << name << "id :" << pthread_self() << endl;//使用pthread_self()打印线程id值。}int main()
{vector<pthread_t> wait;for (uint64_t i = 1; i <= 4; i++){pthread_t td;pthread_create(&td, nullptr, Done, (void *)i); // 创建线程wait.push_back(td);sleep(2);}for (auto e : wait) // 等待线程{pthread_join(e, nullptr);}return 0;
}

 

如果用16进制打印便是下面这样的： 

其实线程的id就是一些地址。

五，线程取消

 进行线程取消的函数叫做pthread_cancel(pthread_t thread)。线程取消的前提是线程先运行起来，然后才能取消。

实验代码：创建线程，然后取消一半线程，观察现象。

class thread
{
public:int _num;       // 线程的编号char _buf[64];  // 线程的名字pthread_t _tid; // 线程的id
};void *start_routine(void *args)
{int cnt = 5;while (cnt--){sleep(1);thread *_td = static_cast<thread *>(args);cout << "i am new thread:" << _td->_buf << ":" << _td->_num<< ":" << _td->_tid << endl;}pthread_exit((void*)100);
}int main()
{vector<thread *> threads;for (int i = 1; i <= 10; i++){thread *td = new thread;td->_num = i;snprintf(td->_buf, sizeof(td->_buf), "%s-%d", "thread:", i);pthread_create(&td->_tid, nullptr, start_routine, (void *)td->_buf);threads.push_back(td);}for (int i = 0;i<threads.size()/2;i++)//取消一半的线程{pthread_cancel(threads[i]->_tid);}for (auto e : threads)//等待{void *ret = nullptr;pthread_join(e->_tid, &ret);cout << "等待成功"<< " tid:" << e->_tid << "quit code: " << (long long)(ret) << endl;delete e;}cout << "等待结束" << endl;return 0;
}

 运行结果如下：

可以看到如果取消线程，那线程还是会被等待然后退出，退出码是-1。其实这是一个宏：

六，线程分离

        线程分离使用到的函数 int pthread_detach(pthread_t thread)。先来说明一下，新创建的线程默认是joinable的。但是如果我的主线程并不关心当前的线程的返回值，那当前的线程便与我无关。那我的主线程去等待当前的线程便对我的主线程是一种负担。这个时候便可以来进行线程分离。线程的分离方式有两种：1，主线程去分离子线程    2，子线程自己进行分离。

示例代码：

1，主线程进行分离

#include<iostream>
#include<pthread.h>
#include<vector>
#include<unistd.h>
using namespace std;void* Done(void* args)
{uint64_t i = (uint64_t)args;string name = "thread_" + to_string(i);int cnt = 5;while (cnt--){sleep(1);cout << name << "running....." << endl;sleep(3);}
}int main()
{vector<pthread_t> wait;for (uint64_t i = 1; i <= 4; i++){pthread_t td;pthread_create(&td, nullptr, Done, (void*)i);//创建线程wait.push_back(td);sleep(3);//先休眠三秒，再进行线程分离pthread_detach(td);//主线程子集分离}for(auto e:wait)//等待线程{int n =  pthread_join(e,nullptr);cout << n << " " << endl;//打印等待的返回值，0表示成功，其它表示失败。}return 0;
}

2，子线程自己主动分离 

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <vector>
#include <unistd.h>
using namespace std;void *Done(void *args)
{uint64_t i = (uint64_t)args;string name = "thread_" + to_string(i);pthread_detach(pthread_self()); // 子线程自己自动分离int cnt = 5;while (cnt--){cout << name << "running....." << endl;sleep(1);}
}int main()
{vector<pthread_t> wait;for (uint64_t i = 1; i <= 4; i++){pthread_t td;pthread_create(&td, nullptr, Done, (void *)i); // 创建线程wait.push_back(td);}for (auto e : wait) // 等待线程{int n = pthread_join(e, nullptr);cout << n << " " << endl; // 打印等待的返回值，0表示成功，其它表示失败。}return 0;
}