《Linux基礎(chǔ)及應(yīng)用教程》課件第6章 Linux下線程編程概述

6.1Linux下線程概述多線程程序作為一種多任務(wù)、并發(fā)的工作方式，當(dāng)然有以下的優(yōu)點：（1）提高應(yīng)用程序響應(yīng)。（2）使多CPU系統(tǒng)更加有效。（3）改善程序結(jié)構(gòu)。

6.2Linux線程實現(xiàn)6.2.1一個簡單的多線程程序Linux系統(tǒng)下的多線程遵循POSIX線程接口，稱為pthread。編寫Linux下的多線程程序，需要使用頭文件pthread.h，連接時需要使用庫libpthread.a。Linux下pthread的實現(xiàn)是通過系統(tǒng)調(diào)用clone()來實現(xiàn)的。clone()是Linux所特有的系統(tǒng)調(diào)用。

6.2.2修改線程的屬性

屬性結(jié)構(gòu)為pthread_attr_t，它同樣在頭文件/usr/include/pthread.h中定義。屬性值不能直接設(shè)置，須使用相關(guān)函數(shù)進(jìn)行操作，初始化的函數(shù)為pthread_attr_init，這個函數(shù)必須在pthread_create函數(shù)之前調(diào)用。屬性對象主要包括是否綁定、是否分離、堆棧地址、堆棧大小、優(yōu)先級。默認(rèn)的屬性為非綁定、非分離、缺省1M的堆棧、與父進(jìn)程同樣級別的優(yōu)先級。

設(shè)置線程綁定狀態(tài)的函數(shù)為pthread_attr_setscope，它有兩個參數(shù)，第一個是指向?qū)傩越Y(jié)構(gòu)的指針，第二個是綁定類型，它有兩個取值：PTHREAD_SCOPE_SYSTEM（綁定的）和PTHREAD_SCOPE_PROCESS（非綁定的）。

6.2.3線程的數(shù)據(jù)處理1．線程數(shù)據(jù)在單線程的程序里，有兩種基本的數(shù)據(jù)：全局變量和局部變量。但在多線程程序里，還有第三種數(shù)據(jù)類型：線程數(shù)據(jù)（TSD:Thread-SpecificData）。

和線程數(shù)據(jù)相關(guān)的函數(shù)主要有4個：創(chuàng)建一個鍵；為一個鍵指定線程數(shù)據(jù)；從一個鍵讀取線程數(shù)據(jù)；刪除鍵。創(chuàng)建鍵的函數(shù)原型為：externintpthread_key_create__P((pthread_key_t*__key,void(*__destr_function)(void*)));

POSIX提供兩種線程同步的方法，互斥鎖mutex和條件變量。mutex是一種簡單的加鎖的方法來控制對共享資源的存取。但mutex的缺點在于它只有兩個狀態(tài)，鎖定和非鎖定。POSIX的條件變量通過允許線程阻塞和等待另一個線程的信號方法，從而彌補了mutex的不足。當(dāng)接受到一個信號時，阻塞線程將會被喚起，并試圖獲得相關(guān)的mutex的鎖。

2．互斥鎖互斥鎖用來保證一段時間內(nèi)只有一個線程在執(zhí)行一段代碼。必要性顯而易見：假設(shè)各個線程向同一個文件順序?qū)懭霐?shù)據(jù)，最后得到的結(jié)果一定是災(zāi)難性的。

3．條件變量條件變量通過允許線程阻塞和等待另一個線程發(fā)送信號的方法彌補了互斥鎖的不足，它常和互斥鎖一起使用。使用時，條件變量被用來阻塞一個線程，當(dāng)條件不滿足時，線程往往解開相應(yīng)的互斥鎖并等待條件發(fā)生變化。一旦其它的某個線程改變了條件變量，它將通知相應(yīng)的條件變量喚醒一個或多個正被此條件變量阻塞的線程。這些線程將重新鎖定互斥鎖并重新測試條件是否滿足。一般說來，條件變量被用來進(jìn)行線承間的同步。

條件變量的結(jié)構(gòu)為pthread_cond_t，函數(shù)pthread_cond_init()被用來初始化一個條件變量。它的原型為：externintpthread_cond_init__P((pthread_cond_t*__cond,__constpthread_condattr_t*__cond_attr));

4．信號量信號量本質(zhì)上是一個非負(fù)的整數(shù)計數(shù)器，它被用來控制對公共資源的訪問。當(dāng)公共資源增加時，調(diào)用函數(shù)sem_post()增加信號量。信號量的數(shù)據(jù)類型為結(jié)構(gòu)sem_t，它本質(zhì)上是一個長整型的數(shù)。函數(shù)se