线程函数分析

线程分离与非分离(结合)状态

在任何一个时间点上，线程是可结合的（joinable），或者是分离的（detached）。一个可结合的线程能够被其他线程收回其资源和杀死；在被其他线程回收之前，它的存储器资源（如栈）是不释放的。相反，一个分离的线程是不能被其他线程回收或杀死的，它的存储器资源在它终止时由系统自动释放。

线程的分离状态决定一个线程以什么样的方式来终止自己。在默认情况下线程是非分离状态的，这种情况下，原有的线程等待创建的线程结束。只有当pthread_join（）函数返回时，创建的线程才算终止，才能释放自己占用的系统资源。而分离线程不是这样子的，它没有被其他的线程所等待，自己运行结束了，线程也就终止了，马上释放系统资源。程序员应该根据自己的需要，选择适当的分离状态。所以如果我们在创建线程时就知道不需要了解线程的终止状态，则可以pthread_attr_t结构中的detachstate线程属性，让线程以分离状态启动。

设置线程分离状态的函数为pthread_attr_setdetachstate（pthread_attr_t *attr, int detachstate）。第二个参数可选为PTHREAD_CREATE_DETACHED（分离线程）和 PTHREAD _CREATE_JOINABLE（非分离线程）。这里要注意的一点是，如果设置一个线程为分离线程，而这个线程运行又非常快，它很可能在pthread_create函数返回之前就终止了，它终止以后就可能将线程号和系统资源移交给其他的线程使用，这样调用pthread_create的线程就得到了错误的线程号。要避免这种情况可以采取一定的同步措施，最简单的方法之一是可以在被创建的线程里调用pthread_cond_timewait函数，让这个线程等待一会儿，留出足够的时间让函数pthread_create返回。设置一段等待时间，是在多线程编程里常用的方法。但是注意不要使用诸如wait（）之类的函数，它们是使整个进程睡眠，并不能解决线程同步的问题。

另外一个可能常用的属性是线程的优先级，它存放在结构sched_param中。用函数pthread_attr_getschedparam和函数pthread_attr_setschedparam进行存放，一般说来，我们总是先取优先级，对取得的值修改后再存放回去。

 

线程等待——正确处理线程终止

 

#include<pthread.h>

 

voidpthread_exit(void *retval);

 

voidpthread_join(pthread_t th,void *thread_return);//挂起等待th结束,*thread_return=retval;

 

intpthread_detach(pthread_t th);

 

如果线程处于joinable状态，则只能只能被创建他的线程等待终止。

在Linux平台默认情况下，虽然各个线程之间是相互独立的，一个线程的终止不会去通知或影响其他的线程。但是已经终止的线程的资源并不会随着线程的终止而得到释放，我们需要调用 pthread_join() 来获得另一个线程的终止状态并且释放该线程所占的资源。（说明：线程处于joinable状态下）

 

调用该函数的线程将挂起，等待 th 所表示的线程的结束。thread_return 是指向线程 th 返回值的指针。需要注意的是 th 所表示的线程必须是 joinable 的，即处于非 detached（游离）状态；并且只可以有唯一的一个线程对 th 调用 pthread_join() 。如果 th 处于 detached 状态，那么对 th 的 pthread_join() 调用将返回错误。

 

如果不关心一个线程的结束状态，那么也可以将一个线程设置为 detached 状态，从而让操作系统在该线程结束时来回收它所占的资源。将一个线程设置为detached 状态可以通过两种方式来实现。一种是调用 pthread_detach() 函数，可以将线程 th 设置为 detached 状态。另一种方法是在创建线程时就将它设置为 detached 状态，首先初始化一个线程属性变量，然后将其设置为 detached 状态，最后将它作为参数传入线程创建函数 pthread_create()，这样所创建出来的线程就直接处于 detached 状态。

 

创建 detach 线程：

 

pthread_t tid;

 

pthread_attr_tattr;

 

pthread_attr_init(&attr);

 

pthread_attr_setdetachstate(&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED);

 

pthread_create(&tid,&attr, THREAD_FUNCTION, arg);

 

总之为了在使用 pthread 时避免线程的资源在线程结束时不能得到正确释放，从而避免产生潜在的内存泄漏问题，在对待线程结束时，要确保该线程处于 detached 状态，否着就需要调用 pthread_join() 函数来对其进行资源回收。

线程属性

Posix线程中的线程属性pthread_attr_t主要包括scope属性、detach属性、堆栈地址、堆栈大小、优先级。在pthread_create中，把第二个参数设置为NULL的话，将采用默认的属性配置。

pthread_attr_t的主要属性的意义如下：

__detachstate，表示新线程是否与进程中其他线程脱离同步， 如果设置为PTHREAD_CREATE_DETACHED 则新线程不能用pthread_join()来同步，且在退出时自行释放所占用的资源。缺省为PTHREAD_CREATE_JOINABLE状态。这个属性也可以在线程创建并运行以后用pthread_detach()来设置，而一旦设置为PTHREAD_CREATE_DETACH状态（不论是创建时设置还是运行时设置）则不能再恢复到PTHREAD_CREATE_JOINABLE状态。

__schedpolicy，表示新线程的调度策略，主要包括SCHED_OTHER（正常、非实时）、SCHED_RR（实时、轮转法）和SCHED_FIFO（实时、先入先出）三种，缺省为SCHED_OTHER，后两种调度策略仅对超级用户有效。运行时可以用过pthread_setschedparam()来改变。

__schedparam，一个struct sched_param结构，目前仅有一个sched_priority整型变量表示线程的运行优先级。这个参数仅当调度策略为实时（即SCHED_RR或SCHED_FIFO）时才有效，并可以在运行时通过pthread_setschedparam()函数来改变，缺省为0。

__inheritsched，有两种值可供选择：PTHREAD_EXPLICIT_SCHED和PTHREAD_INHERIT_SCHED，前者表示新线程使用显式指定调度策略和调度参数（即attr中的值），而后者表示继承调用者线程的值。缺省为PTHREAD_EXPLICIT_SCHED。

__scope，表示线程间竞争CPU的范围，也就是说线程优先级的有效范围。POSIX的标准中定义了两个值：PTHREAD_SCOPE_SYSTEM和PTHREAD_SCOPE_PROCESS，前者表示与系统中所有线程一起竞争CPU时间，后者表示仅与同进程中的线程竞争CPU。目前LinuxThreads仅实现了PTHREAD_SCOPE_SYSTEM一值。

  为了设置这些属性，POSIX定义了一系列属性设置函数，包括pthread_attr_init()、pthread_attr_destroy()和与各个属性相关的pthread_attr_getXXX/pthread_attr_setXXX函数。

在设置线程属性 pthread_attr_t 之前，通常先调用pthread_attr_init来初始化，之后来调用相应的属性设置函数。

主要的函数如下：

1、pthread_attr_init

功能：        对线程属性变量的初始化。

头文件：     <pthread.h>

函数原型：   int pthread_attr_init(pthread_attr_t* attr);

函数传入值：attr:线程属性。

函数返回值：成功： 0

                失败： -1

2、pthread_attr_setscope

功能：        设置线程 __scope 属性。scope属性表示线程间竞争CPU的范围，也就是说线程优先级的有效范围。POSIX的标准中定义了两个值：PTHREAD_SCOPE_SYSTEM和PTHREAD_SCOPE_PROCESS，前者表示与系统中所有线程一起竞争CPU时间，后者表示仅与同进程中的线程竞争CPU。默认为PTHREAD_SCOPE_PROCESS。目前LinuxThreads仅实现了PTHREAD_SCOPE_SYSTEM一值。

头文件：     <pthread.h>

函数原型：   int pthread_attr_setscope(pthread_attr_t* attr, int scope);

函数传入值：attr: 线程属性。

scope:PTHREAD_SCOPE_SYSTEM，表示与系统中所有线程一起竞争CPU时间，

PTHREAD_SCOPE_PROCESS，表示仅与同进程中的线程竞争CPU

函数返回值得：同1。

3、pthread_attr_setdetachstate

功能：设置线程detachstate属性。该表示新线程是否与进程中其他线程脱离同步，如果设置为PTHREAD_CREATE_DETACHED则新线程不能用pthread_join()来同步，且在退出时自行释放所占用的资源。缺省为PTHREAD_CREATE_JOINABLE状态。这个属性也可以在线程创建并运行以后用pthread_detach()来设置，而一旦设置为PTHREAD_CREATE_DETACH状态（不论是创建时设置还是运行时设置）则不能再恢复到PTHREAD_CREATE_JOINABLE状态。

头文件： <phread.h>

函数原型： int pthread_attr_setdetachstate (pthread_attr_t* attr, intdetachstate);

函数传入值：attr:线程属性。

detachstate:PTHREAD_CREATE_DETACHED，不能用pthread_join()来同步，且在退出时自行释放所占用的资源

PTHREAD_CREATE_JOINABLE，能用pthread_join()来同步

函数返回值得：同1。

4、pthread_attr_setschedparam

功能：设置线程schedparam属性，即调用的优先级。

头文件： <pthread.h>

函数原型：nt pthread_attr_setschedparam (pthread_attr_t* attr, structsched_param* param);

函数传入值：attr：线程属性。

param：线程优先级。一个struct sched_param结构，目前仅有一个sched_priority整型变量表示线程的运行优先级。这个参数仅当调度策略为实时（即SCHED_RR或SCHED_FIFO）时才有效，并可以在运行时通过pthread_setschedparam()函数来改变，缺省为0

函数返回值：同1。

5、pthread_attr_getschedparam

功能：得到线程优先级。

头文件:<pthread.h>

函数原型： int pthread_attr_getschedparam (pthread_attr_t* attr, structsched_param* param);

函数传入值：attr：线程属性；

param：线程优先级；

函数返回值：同1。

示例1：

#include<stdlib.h>  

#include<stdio.h>  

#include<errno.h>  

#include<pthread.h>  

 

static voidpthread_func_1 (void);   

static voidpthread_func_2 (void);  

 

int main (intargc, char** argv)  

{  

  pthread_t pt_1 = 0;  

  pthread_t pt_2 = 0;  

  pthread_attr_t atrr = {0};  

  int ret = 0;  

 

  /*初始化属性线程属性*/

  pthread_attr_init (&attr);  

  pthread_attr_setscope (&attr,PTHREAD_SCOPE_SYSTEM);  

  pthread_attr_setdetachstate (&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED);  

    

  ret = pthread_create (&pt_1, &attr,pthread_func_1, NULL);  

  if (ret != 0)  

  {  

    perror ("pthread_1_create");  

  }  

    

  ret = pthread_create (&pt_2, NULL,pthread_func_2, NULL);  

  if (ret != 0)  

  {  

    perror ("pthread_2_create");  

  }  

 

  pthread_join (pt_2, NULL);  

 

  return 0;  

}  

 

static voidpthread_func_1 (void)  

{  

  int i = 0;  

    

  for (; i < 6; i++)  

  {   

    printf ("This ispthread_1.\n");  

     

    if (i == 2)  

    {  

      pthread_exit (0);  

    }  

  }  

 

  return;  

}  

 

static voidpthread_func_2 (void)  

{  

  int i = 0;  

 

  for (; i < 3; i ++)  

  {  

    printf ("This ispthread_2.\n");  

  }  

 

  return;  

} 

从上面事例中，可以得到这么一个结果，就是线程一的线程函数一结束就自动释放资源，线程二就得等到pthread_join来释放系统资源。