Linux多線程編程入門

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1、Linux多線程編程　　引言　　線程（thread）技術(shù)早在60年代就被提出，但真正應(yīng)用多線程到操作系統(tǒng)中去，是在80年代中期，solaris是這方面的佼佼者。傳統(tǒng)的Unix也支持線程的概念，但是在一個進程（process）中只允許有一個線程，這樣多線程就意味著多進程?，F(xiàn)在，多線程技術(shù)已經(jīng)被許多操作系統(tǒng)所支持，包括Windows/NT，當然，也包括Linux?！　槭裁从辛诉M程的概念后，還要再引入線程呢？使用多線程到底有哪些好處？什么的系統(tǒng)應(yīng)該選用多線程？我們首先必須回答這些問題?！　∈褂枚嗑€程的理由之一是和進程相比，它是一種非常"節(jié)儉"的多任務(wù)操作方式。我們知道，在Linux系

2、統(tǒng)下，啟動一個新的進程必須分配給它獨立的地址空間，建立眾多的數(shù)據(jù)表來維護它的代碼段、堆棧段和數(shù)據(jù)段，這是一種"昂貴"的多任務(wù)工作方式。而運行于一個進程中的多個線程，它們彼此之間使用相同的地址空間，共享大部分數(shù)據(jù)，啟動一個線程所花費的空間遠遠小于啟動一個進程所花費的空間，而且，線程間彼此切換所需的時間也遠遠小于進程間切換所需要的時間?！　∈褂枚嗑€程的理由之二是線程間方便的通信機制。對不同進程來說，它們具有獨立的數(shù)據(jù)空間，要進行數(shù)據(jù)的傳遞只能通過通信的方式進行，這種方式不僅費時，而且很不方便。線程則不然，由于同一進程下的線程之間共享數(shù)據(jù)空間，所以一個線程的數(shù)據(jù)可以直接為其它線程所用，

3、這不僅快捷，而且方便。當然，數(shù)據(jù)的共享也帶來其他一些問題，有的變量不能同時被兩個線程所修改，有的子程序中聲明為static的數(shù)據(jù)更有可能給多線程程序帶來災(zāi)難性的打擊，這些正是編寫多線程程序時最需要注意的地方?！　〕艘陨纤f的優(yōu)點外，不和進程比較，多線程程序作為一種多任務(wù)、并發(fā)的工作方式，當然有以下的優(yōu)點：　　1)提高應(yīng)用程序響應(yīng)。這對圖形界面的程序尤其有意義，當一個操作耗時很長時，整個系統(tǒng)都會等待這個操作，此時程序不會響應(yīng)鍵盤、鼠標、菜單的操作，而使用多線程技術(shù)，將耗時長的操作（timeconsuming）置于一個新的線程，可以避免這種尷尬的情況?！　?)使多CPU系統(tǒng)更加有效

4、。操作系統(tǒng)會保證當線程數(shù)不大于CPU數(shù)目時，不同的線程運行于不同的CPU上?！　?)改善程序結(jié)構(gòu)。一個既長又復(fù)雜的進程可以考慮分為多個線程，成為幾個獨立或半獨立的運行部分，這樣的程序會利于理解和修改。　　下面我們先來嘗試編寫一個簡單的多線程程序。　　簡單的多線程編程　　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。順便說一下，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，它的使用方式類似

5、fork，關(guān)于clone（）的詳細情況，有興趣的讀者可以去查看有關(guān)文檔說明。下面我們展示一個最簡單的多線程程序example1.c。/*example.c*/#include＜stdio.h＞#include＜pthread.h＞voidthread(void){　inti;　for(i=0;i＜3;i++)　　printf("Thisisapthread.n");}intmain(void){　pthread_tid;　inti,ret;　ret=pthread_create(&id,NULL,(void*)thread,NULL);　if(ret!=0){　　printf("

6、Createpthreaderror!n");　　exit(1);　}　for(i=0;i＜3;i++)　　printf("Thisisthemainprocess.n");　pthread_join(id,NULL);　return(0);}　　我們編譯此程序：gccexample1.c-lpthread-oexample1　　運行example1，我們得到如下結(jié)果：Thisisthemainprocess.Thisisapthread.Thisisthemainprocess.Thisisthemainprocess.Thisisapthread.Thisisapthread

7、.　　再次運行，我們可能得到如下結(jié)果：Thisisapthread.Thisisthemainprocess.Thisisapthread.Thisisthemainprocess.Thisisapthread.Thisisthemainprocess.　　前后兩次結(jié)果不一樣，這是兩個線程爭奪CPU資源的結(jié)果。上面的示例中，我們使用到了兩個函數(shù)，pthread_create和pthread_join，并聲明了一個pthread_t型的變量?！　thread_t在頭文件/usr/