多线程编程

Principles of Operating System
1.6
Ke Shi © 2009
运行结果
从运行结果可以 看出， 看出，两个子线 程是并发执行的
Principles of Operating System
1.7
Ke Shi © 2009
二、线程的同步
（一）通过互斥锁同步
1，声明互斥锁变量：pthread_mutext_t mutex; 声明互斥锁变量： pthread_mutex_t为不公开的数据类型，其中包含一个系统分配的属性 为不公开的数据类型， 为不公开的数据类型 对象。 对象。 2，互斥锁初始化： pthread_mutex_init( pthread_mutex_t 互斥锁初始化： *mymutex, const pthread_mutexattr_t *attr );
int pthread_join(pthread_t* thread, void **ret); 第一个参数为被等待的线程标识符， 第一个参数为被等待的线程标识符，第二个参数为一个用户定义的 指针，它可以用来存储被等待线程的返回值。 指针，它可以用来存储被等待线程的返回值。这个函数是一个线程阻塞的 函数，调用它的函数将一直等待到被等待的线程结束为止，当函数返回时， 函数，调用它的函数将一直等待到被等待的线程结束为止，当函数返回时， 被等待线程的资源被收回。 被等待线程的资源被收回。
源文件
链接动态库
生成对象文件名
编译命令： 编译命令：gcc **.c
–lpthread
-o **
Principles of Operating System
1.2
Ke Shi © 2009
一、POSIX中常用函数 中常用函数
（一）创建新线程pthread_creat 创建新线程
int pthread_create( pthread_t* thread, pthread_attr* attr, void *(*func)(void*), void* arg ); 函数执行成功返回0，失败返回错误码。执行成功后， 函数执行成功返回 ，失败返回错误码。执行成功后，新线程将 从设定的函数处开始执行，原线程则继续执行。 从设定的函数处开始执行，原线程则继续执行。
多线程编程
Linux系统下的多线程遵循 系统下的多线程遵循POSIX标准线程接 系统下的多线程遵循 标准线程接 下的多线程程序， 口——pthread。编写 。编写Linux下的多线程程序，需 下的多线程程序 要使用头文件pthread.h，连接时需要使用库 ， 要使用头文件 libpthread.a。 。
Principles of Operating System
1.9
Ke Shi © 2009
假设某站有两个卖票窗口售票，下面的程序将模拟该系统。 假设某站有两个卖票窗口售票，下面的程序将模拟该系统。 #include<stdio.h> #include<pthread.h> #include<semaphore.h> #include<stdlib.h> #include<unistd.h> int allTickets= 10; //假设总共还剩余十张票 假设总共还剩余十张票 pthread_mutex_t mutex; //声明互斥锁 声明互斥锁 思考： 思考：为什么卖票前还要判 void window1() 断当前的票数？ 断当前的票数？ { 否则可能会发生什么情况？ 否则可能会发生什么情况？ while(allTickets>=1) { pthread_mutex_lock(&mutex); //加锁 加锁 if(allTickets>=1){ printf("I am window2:%d\n",allTickets); allTickets--; } pthread_mutex_unlock(&mutex); //对共享资源的访问完后解锁 sleep(1); } }
Principles of Operating System 1.3 Ke Shi © 2009
//返回指向线程标识符的指针 返回指向线程标识符的指针 //设置线程属性 设置线程属性 //新线程将启动的函数的地址 新线程将启动的函数的地址 //传递给新线程启动函数的参数 传递给新线程启动函数的参数
（二）终止线程： 终止线程：
void pthread_exit(void* ret) 终止调用此函数的线程，并返回一个指向某对象的指针（ret）。 终止调用此函数的线程，并返回一个指向某对象的指针（ret）。 注意，不能返回指向局部变量的指针。 注意，不能返回指向局部变量的指针。
（三）合并线程：pthread_join 合并线程：
1.8
Ke Shi © 2009
3，锁定互斥锁 ：pthread_mutex_lock (&mutex); ， pthread_mutex_lock声明开始用互斥锁上锁，此后的代码直至调用 声明开始用互斥锁上锁， 声明开始用互斥锁上锁 pthread_mutex_unlock为止，均被上锁，即同一时间只能被一个线程调用 为 均被上锁， 执行。 执行。 4，打开互斥锁 ：pthread_mutex_unlock(&mutex); 下面我们利用互斥锁实现两线程的互斥问题
下面，我们利用信号量来实现经典的生产者与消费者问题。 源代码见下） 下面，我们利用信号量来实现经典的生产者与消费者问题。 （源代码见下）
Principles of Operating System
1.14
Ke Shi © 2009
#include<stdio.h> #include<pthread.h> #include<semaphore.h> #include<stdlib.h> #include<unistd.h> #define N 5 int k=0; //保存现有产品数量 //保存现有产品数量 sem_t full; sem_t empty; pthread_mutex_t mutex; void producer(void) 等待直到有空的缓冲区 { 才能进入 int i=0; while(i<=5) { sem_wait(&empty); 对临界资源的访问必须 pthread_mutex_lock(&mutex); 加锁 k++; printf(" produce one Remaining:%d\n",k); pthread_mutex_unlock(&mutex); sem_post(&full); i++; sleep(1); 生产一个产品后， 生产一个产品后，要占有一个空的缓冲区 } }
Principles of Operating System
1.4
Ke Shi © 2009
下面写一个程序来体现线程的并发执行性，以熟悉各函数运用。 下面写一个程序来体现线程的并发执行性，以熟悉各函数运用。 #include <stdio.h> #include <pthread.h> #define MAX 5 void thread_child1(void) { int i; for(i=0;i<MAX;i++) { printf("Thread_Child1:%d\n",i); sleep（1）； （ ）； } } void thread_child2(void) { int i; for(i=0;i<MAX;i++) { printf(“Thread_Child2:%d\n”,i); sleep（1）； （ ）； } }
Principles of Operating System 1.10 Ke Shi © 2009
void window2() { while(allTickets>=1) { pthread_mutex_lock(&mutex); if(allTickets>=1){ printf("I am window2:%d\n",allTickets); allTickets--; } pthread_mutex_unlock(&mutex); sleep（2）； （ ）； } } void main(void) { pthread_t sell1,sell2; pthread_mutex_init (&mutex,NULL); pthread_create(&sell1, NULL, (void *)&window1, NULL); pthread_create(&sell2, NULL, (void *)&window2, NULL); pthread_join(sell1,NULL); pthread_join(sell2,NULL); } Principles of Operating System 1.11
Principles of Operating System 1.5 Ke Shi © 2009
子线程每打 印一条自己 的信息后然 后睡眠一秒 ！
int main(void) 创建线程 { pthread_t child1， child2; ， int i; int ret1,ret2; ret1=pthread_create(&child1,NULL,(void*)thread_child1,NULL); ret2=pthread_create(&child2,NULL,(void*)thread_child2,NULL); if(ret1!=0|| ret2!=0) { printf("Create pthread_child faulure\n"); exit(1); } 等待子线程回收 pthread_join(child1,NULL); pthread_join(child2,NULL); return 0; }