C++：pthread的使用

pthread 简介

pthread 是 POSIX 线程（POSIX Threads）的简称，它是 POSIX 标准中定义的线程接口规范。pthread 库提供了一系列函数，用于创建、销毁、同步和管理线程。在类 Unix 系统（如 Linux、macOS）中，pthread 库被广泛使用，是实现多线程编程的重要工具。

基本使用方法

线程创建

使用 pthread_create 函数来创建一个新线程。其函数原型如下：

#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);

thread：指向 pthread_t 类型变量的指针，用于存储新创建线程的标识符。
attr：线程属性，通常设为 NULL，使用默认属性。
start_routine：指向线程函数的指针，线程启动后将执行该函数。
arg：传递给线程函数的参数。

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

// 线程函数
void* thread_function(void* arg) {
   
   
    printf("This is a thread, argument: %d\n", *(int*)arg);
    return NULL;
}

int main() {
   
   
    pthread_t thread;
    int arg = 10;
    // 创建线程
    if (pthread_create(&thread, NULL, thread_function, &arg)!= 0) {
   
   
        perror("Failed to create thread");
        return 1;
    }
    printf("Thread created successfully\n");
    // 等待线程结束
    if (pthread_join(thread, NULL)!= 0) {
   
   
        perror("Failed to join thread");
        return 1;
    }
    printf("Thread joined successfully\n");
    return 0;
}

线程等待

使用 pthread_join 函数等待一个线程结束。函数原型：

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

thread：要等待的线程标识符。
retval：用于接收线程函数的返回值，通常设为 NULL。

线程销毁

可以使用 pthread_cancel 函数来取消一个线程。函数原型：

int pthread_cancel(pthread_t thread);

thread：要取消的线程标识符。
注意，被取消的线程需要有相应的清理机制，否则可能会导致资源泄漏。

传参实例

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
using namespace std;
int j = 2;
void* pthread_fun(void *arg)
{
   
   
    
    while(j--)
    {
   
   
        cout << " in pthread_task" << endl;
        cout << *(int*)arg << endl;
        sleep(1);
    }
    // 线程返回一个整数值
    int* result = new int(42);
    return static_cast<void*>(result);//pthread_exit(reinterpret_cast<void*>(result));

}

int main()
{
   
   
    int ret = 0;
    pthread_t tid = 0;
    int argsend = 99;
    int i = 3;

    ret  = pthread_create(&tid, NULL, pthread_fun, &argsend);
    if(ret != 0)
    {
   
   
        cout << " pthread_create error" << endl;
        return -1;
    }
    while(i--)
    {
   
   
        cout << "pthread _create success" << endl;
        sleep(2);
        //等待回收资源
        
    }
    void* ret1;
    // 阻塞式等待线程结束，并获取返回值
    if (pthread_join(tid, &ret1) != 0) {
   
   
        std::cerr << "Failed to join thread." << std::endl;
        return 1;
    }

    // 处理线程的返回值
    int* result = static_cast<int*>(ret1);
    std::cout << "Thread returned: " << *result << std::endl;
    // 释放动态分配的内存
    delete result;
    
    return 0;
}

线程同步

多线程编程中，线程同步是至关重要的。pthread 提供了多种同步机制，如互斥锁、条件变量、信号量等。

互斥锁

互斥锁用于保证同一时刻只有一个线程能够访问共享资源。使用 pthread_mutex_t 类型来定义互斥锁，相关函数有：
pthread_mutex_init：初始化互斥锁。
pthread_mutex_lock：加锁，若锁已被占用则线程阻塞。
pthread_mutex_unlock：解锁。
pthread_mutex_destroy：销毁互斥锁。

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
int shared_variable = 0;

void* increment(void* arg) {
   
   
    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
   
   
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        shared_variable++