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【c语言多线程编程】关于pthread_create()和pthread_join()的多线程详解

关于pthread_create()和pthread_join()的多线程详解

一、首先说一下pthread_create() 函数的用法:

int pthread_create(pthread_t *thread,const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *),void *arg);

各参数的含义:

1、pthread_t *thread:
传递一个 pthread_t 类型的指针变量,也可以直接传递某个 pthread_t 类型变量的地址。
pthread_t 是一种用于表示线程的数据类型,每一个 pthread_t 类型的变量都可以表示一个线程。
pthread_t 类型在linux下被定义为: “unsigned long int”
2、const pthread_attr_t *attr:
用于手动设置新建线程的属性,例如线程的调用策略、线程所能使用
的栈内存的大小等。
大部分场景中,我们都不需要手动修改线程的属性,将 attr 参数赋值为 NULL,pthread_create() 函数会
采用系统默认的属性值创建线程。

pthread_attr_t 类型以结构体的形式定义在<pthread.h>头文件中,此类型的变量专门表示线程的属性。

//pthread_attr_t 结构体定义
typedef struct pthread_attr_t pthread_attr_t;
struct pthread_attr_t
{unsigned p_state;void *stack;size_t s_size;struct sched_param param;
};
3、void *(start_routine) (void ):
以函数指针的方式指明新建线程需要执行的函数,该函数的参数最多
有 1 个(可以省略不写),形参和返回值的类型都必须为 void 类型。void 类型又称空指针类型,
表明指针所指数据的类型是未知的。使用此类型指针时,我们通常需要先对其进行强制类型转换,然后
才能正常访问指针指向的数据。
4、void *arg:
指定传递给 start_routine 函数的实参,当不需要传递任何数据时,将 arg 赋值为 NULL 
即可。
如果成功创建线程,pthread_create() 函数返回数字 0,反之返回非零值。各个非零值都对应着不同的宏,
指明创建失败的原因,常见的宏有以下几种:
  • EAGAIN:系统资源不足,无法提供创建线程所需的资源。
  • EINVAL:传递给 pthread_create() 函数的 attr参数无效。
  • EPERM:传递给 pthread_create() 函数的 attr参数中,某些属性的设置为非法操作,程序没有相关的设置权限。

二、pthread_join()函数:等待线程执行结束

如果想获取某个线程执行结束时返回的数据,可以调用 pthread_join() 函数来实现。本节,我们就为您详细讲解 pthread_join() 函数的功能和用法。

pthread_join() 函数声明在<pthread.h>头文件中,语法格式如下:

int pthread_join(pthread_t thread, void ** retval);

thread 参数用于指定接收哪个线程的返回值;retval 参数表示接收到的返回值,如果 thread 线程没有返回值,又或者我们不需要接收 thread 线程的返回值,可以将 retval 参数置为 NULL。
pthread_join() 函数会一直阻塞调用它的线程,直至目标线程执行结束(接收到目标线程的返回值),阻塞状态才会解除。如果 pthread_join() 函数成功等到了目标线程执行结束(成功获取到目标线程的返回值),返回值为数字 0;反之如果执行失败,函数会根据失败原因返回相应的非零值,每个非零值都对应着不同的宏,例如:

  • EDEADLK:检测到线程发生了死锁。
  • EINVAL:分为两种情况,要么目标线程本身不允许其它线程获取它的返回值,要么事先就已经有线程调用 pthread_join() 函数获取到了目标线程的返回值。
  • ESRCH:找不到指定的 thread 线程。
    以上这些宏都声明在 <errno.h> 头文件中,如果程序中想使用这些宏,需提前引入此头文件。

再次强调,一个线程执行结束的返回值只能由一个 pthread_join() 函数获取,当有多个线程调用 pthread_join() 函数获取同一个线程的执行结果时,哪个线程最先执行 pthread_join() 函数,执行结果就由那个线程获得,其它线程的 pthread_join() 函数都将执行失败。
对于一个默认属性的线程 A 来说,线程占用的资源并不会因为执行结束而得到释放。而通过在其它线程中执行pthread_join(A,NULL);语句,可以轻松实现“及时释放线程 A 所占资源”的目的。

三、结合pthread_create()和pthread_join()创建多线程

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
//定义线程要执行的函数,arg 为接收线程传递过来的数据
void *Thread1(void *arg)
{printf("https://blog.csdn.net/weixin_45541762?type=blog\n");return "Thread1成功执行";
}
//定义线程要执行的函数,arg 为接收线程传递过来的数据
void* Thread2(void* arg)
{printf("笑着的程序员\n");return "Thread2成功执行";
}int main()
{int res;pthread_t mythread1, mythread2;void* thread_result;/*创建线程&mythread:要创建的线程NULL:不修改新建线程的任何属性ThreadFun:新建线程要执行的任务NULL:不传递给 ThreadFun() 函数任何参数返回值 res 为 0 表示线程创建成功,反之则创建失败。*/res = pthread_create(&mythread1, NULL, Thread1, NULL);if (res != 0) {printf("线程创建失败");return 0;}res = pthread_create(&mythread2, NULL, Thread2, NULL);if (res != 0) {printf("线程创建失败");return 0;}/*等待指定线程执行完毕mtThread:指定等待的线程&thead_result:接收 ThreadFun() 函数的返回值,或者接收 pthread_exit() 函数指定的值返回值 res 为 0 表示函数执行成功,反之则执行失败。*/res = pthread_join(mythread1, &thread_result);//输出线程执行完毕后返回的数据printf("%s\n", (char*)thread_result);res = pthread_join(mythread2, &thread_result);printf("%s\n", (char*)thread_result);printf("主线程执行完毕");return 0;
}
[root@localhost ~]# gcc thread.c -o thread.exe -lpthread

在保证程序没有语法错误的前提下,执行此命令会生成一个名为 thread.exe 的可执行文件。需要强调的是,命令中必须包含 “-plthread” 参数,否则会导致程序链接失败。

在当前目录下找到新生成的 thread.exe 文件,执行如下命令即可看到程序的执行结果:

[root@localhost ~]# ./thead.exe
https://blog.csdn.net/weixin_45541762?type=blog
笑着的程序员
Thread1成功执行
Thread2成功执行
主线程执行完毕

程序中共存在 3 个线程,包括本就存在的主线程以及两个调用 pthread_create() 函数创建的线程(又称子线程),其中名为 mythread1 的线程负责执行 thread1() 函数,名为 mythread2 的线程负责执行 thread2() 函数。

程序中调用了两次 pthread_join() 函数,分别令主线程等待 mythread1 线程和mythread2 线程执行完毕后在执行后续的代码。

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