POSIX多线程基础

最新推荐文章于 2025-07-15 20:37:43 发布

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#多线程 #thread #null #struct #join

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本文介绍了多线程程序的设计方法，包括线程资源初始化、线程开启与停止的实现，以及通过信号量控制线程执行频率的具体实现。文章详细展示了如何使用pthread库进行线程管理，并解释了信号量与sleep在不同场景下的应用。

在我写多线程程序的时候总是遵循这样的顺序：初始化资源->开启线程；停止线程->将资源去初始化。

包含头文件：

#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

全局定义：

sem_t         g_sem;
pthread_t     g_tid;
pthread_attr_t g_attr;
BOOL          g_thread_runflag;

void* thread_func(void* args);

资源初始化函数：

void init()
{
    sem_init(&g_sem, 0, 0);
    pthread_attr_init(&g_attr);
    pthread_attr_setstacksize(&g_attr, 32 * 1024);
}

在资源初始化函数中，我初始化了线程属性，并将线程栈设为32K。在某些情况下这是很有必要的，因为系统提供的默认栈空间大小不一定能满足你的线程函数的需求。

去初始化函数：

void uninit()
{
    pthread_attr_destroy(&g_attr);
    sem_destroy(&g_sem);
}

线程开启函数：

int start()
{
    if (g_thread_runflag)// it means the thread is already running
        return 0;

    g_thread_runflag = TRUE;
    if (pthread_create(&g_tid, &g_attr, thread_func, NULL) == 0)
        return 0;
    else
    {
        g_thread_runflag = FALSE;
        return -1;
    }
}

线程停止函数：

int stop()
{
    if (!g_thread_runflag)// it means thread has not been started or already been stopped
        return 0;

    g_thread_runflag = FALSE;
    sem_post(&g_sem);
    pthread_join(g_tid, NULL);

    return 0;
}

线程函数：

void* thread_func(void* args)
{
    struct timespec ts;
    
    while (g_thread_runflag)
    {
        {
            printf("in the thread.\n");
            //todo
        }
        
        ts.tv_sec  = time(NULL) + 2;
        ts.tv_nsec = 0;
        sem_timedwait(&g_sem, &ts);
    }
}

在线程函数中，我用了信号量来控制线程函数的执行频率。注意，就算是必须以很快频率执行的线程函数也必须在两次执行的间隔中加入等待语句（这里是等待超时），否则，该线程则会抢占太多的时间片以至其他线程不能正常执行甚至主线程都不能正常执行。大多数线程函数在两次执行间隔中都会设置超时等待，那么可不可以用sleep代替信号量呢？如果只需等待很少的时间（比如几十毫秒），用sleep或者信号量似乎没有多大区别；但是，如果等待几秒甚至几分钟呢？这个时候如果调用stop，则stop会阻塞相当长的时间（因为在等线程函数退出，而线程函数正在休眠）；而如果用信号量，则可以及时唤醒它，使得总能在最快时间内将线程停止。