線程創(chuàng)建

?專欄內(nèi)容：

• 參天引擎內(nèi)核架構(gòu)
  本專欄一起來聊聊參天引擎內(nèi)核架構(gòu)，以及如何實(shí)現(xiàn)多機(jī)的數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)的多讀多寫，與傳統(tǒng)主備，MPP的區(qū)別，技術(shù)難點(diǎn)的分析，數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)同步，多主節(jié)點(diǎn)的情況下對(duì)故障容災(zāi)的支持。

• 手寫數(shù)據(jù)庫toadb
  本專欄主要介紹如何從零開發(fā)，開發(fā)的步驟，以及開發(fā)過程中的涉及的原理，遇到的問題等，讓大家能跟上并且可以一起開發(fā)，讓每個(gè)需要的人成為參與者。
  本專欄會(huì)定期更新，對(duì)應(yīng)的代碼也會(huì)定期更新，每個(gè)階段的代碼會(huì)打上tag，方便階段學(xué)習(xí)。

?開源貢獻(xiàn)：

• toadb開源庫

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管理社區(qū)：開源數(shù)據(jù)庫
座右銘：天行健，君子以自強(qiáng)不息；地勢坤，君子以厚德載物.

前言

現(xiàn)代的CPU都是多core處理器，而且在intel處理器中每個(gè)core又可以多個(gè)processor，形成了多任務(wù)并行處理的硬件架構(gòu)，在服務(wù)器端的處理器上架構(gòu)又有一些不同，傳統(tǒng)的采用SMP，也就是對(duì)稱的多任務(wù)處理架構(gòu)，每個(gè)任務(wù)都可以對(duì)等的訪問所有內(nèi)存，外設(shè)等，而如今在ARM系列CPU上，多采用NUMA架構(gòu)，它將CPU核分了幾個(gè)組，給每個(gè)組的CPU core分配了對(duì)應(yīng)的內(nèi)存和外設(shè)，CPU訪問對(duì)應(yīng)的內(nèi)存和外設(shè)時(shí)速度最優(yōu)，跨組訪問時(shí)性能會(huì)降底一些。

隨著硬件技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，它們對(duì)一般應(yīng)用的性能優(yōu)化能力越來越強(qiáng)，同時(shí)對(duì)于服務(wù)器軟件的開發(fā)，提出更高要求，要想達(dá)到極高的并發(fā)和性能，就需要充分利用當(dāng)前硬件架構(gòu)的特點(diǎn)，對(duì)它們進(jìn)行壓榨。那么，我們的應(yīng)用至少也是要采用多任務(wù)架構(gòu)，不管是多線程還是多進(jìn)程的多任務(wù)架構(gòu)，才可以充分利用硬件的資源，達(dá)到高效的處理能力。

當(dāng)然多任務(wù)框架的采用，不僅僅是多線程的執(zhí)行，需要對(duì)多任務(wù)下帶來的問題進(jìn)行處理，如任務(wù)執(zhí)行返回值獲取，任務(wù)間數(shù)據(jù)的傳遞，任務(wù)執(zhí)行次序的協(xié)調(diào)；當(dāng)然也不是任務(wù)越多處理越快，要避免線程過多導(dǎo)致操作系統(tǒng)夯住，也要防止任務(wù)空轉(zhuǎn)過快導(dǎo)致CPU使用率飆高。

本專欄主要介紹使用多線程與多進(jìn)程模型，如何搭建多任務(wù)的應(yīng)用框架，同時(shí)對(duì)多任務(wù)下的數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)同步，任務(wù)控制，以及CPU core與任務(wù)綁定等相關(guān)知識(shí)的分享，讓大家在實(shí)際開發(fā)中輕松構(gòu)建自已的多任務(wù)程序。

概述

本文主要分享多線程的創(chuàng)建，退出，以及線程屬性的設(shè)置，線程執(zhí)行返回等相關(guān)posix API，以及流程。

在多任務(wù)架構(gòu)搭建中，常常使用多線程方式，因?yàn)榫€程相較于進(jìn)程，是一種輕量級(jí)的任務(wù)，也是最小的任務(wù)單元，還有一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是，線程間的通信方式更加靈活和方便，相反的進(jìn)程間通信就必須要借助內(nèi)核手段。

線程的使用流程，主要包括線程的創(chuàng)建啟動(dòng)，線程的退出，線程任務(wù)返回值獲取，線程信息的管理等幾方面。

在linux中我們采用posix線程庫進(jìn)行介紹，在編譯時(shí)需要增加 -lpthread，頭文件需要包括 # include <pthread.h>。

線程介紹

我們已經(jīng)知道線程是一種輕量級(jí)的任務(wù)單元，它是在進(jìn)程中創(chuàng)建，共享當(dāng)前進(jìn)程的內(nèi)存上下文，也就是說線程是在進(jìn)程的控制之下，進(jìn)程不存在時(shí)，線程也就會(huì)退出，這就是“皮之不存，毛將焉附”。

另外一個(gè)重要特點(diǎn)是，線程的內(nèi)存模型，同一進(jìn)程中的所有線程共享當(dāng)前進(jìn)程的內(nèi)存空間，這就是說不同線程對(duì)全局變量的修改，都是相互可以看到的，動(dòng)態(tài)內(nèi)存申請(qǐng)的內(nèi)存也是可以相互傳遞的，同時(shí)局部靜態(tài)變量也是共享的。

創(chuàng)建線程

在linux 創(chuàng)建線程，需要指定線程的描述符，線程的任務(wù)執(zhí)行函數(shù)，以及它的入?yún)?，?dāng)然也可以對(duì)線程的屬性進(jìn)行設(shè)置。

• 創(chuàng)建線程的函數(shù)

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

• 參數(shù)說明
  thread, 線程描述符，記錄線程句標(biāo)識(shí)；

attr, 線程屬性，可以線程行為進(jìn)行控制；

start_routine, 線程執(zhí)行的主函數(shù)；聲明格式為 void * func(void *pointer);

arg, 主函數(shù)的入?yún)?，因?yàn)橹骱瘮?shù)是由線程調(diào)度程序自動(dòng)調(diào)用的，參數(shù)必須在創(chuàng)建時(shí)指定。

退出線程

線程的退出，可以通過以下幾種方式：

• start_routine 線程執(zhí)行函數(shù)正常返回，如函數(shù)完成時(shí)執(zhí)行return ；
• 調(diào)用線程退出函數(shù) pthread_exit， 這相當(dāng)于執(zhí)行函數(shù)提前退出；
• 使用線程控制函數(shù) pthread_cancel，讓某一線程退出；
• 線程所在的進(jìn)程退出，或者調(diào)用exit，或者主函數(shù)main返回了，這都會(huì)導(dǎo)致該進(jìn)程下的所有線程退出。

獲取返回值

很多時(shí)候，線程執(zhí)行結(jié)束后，都會(huì)帶有返回值，調(diào)用者需要根據(jù)返回值決定任務(wù)執(zhí)行的情況，如何獲取線程執(zhí)行函數(shù)的返回值呢？

同一進(jìn)程下的各線程間的關(guān)系是平等的，只要知道了線程的標(biāo)識(shí)后，調(diào)用下面的函數(shù)就可以獲取對(duì)方的返回值。

#include <pthread.h>
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

• 參數(shù)說明
  thread, 線程的標(biāo)識(shí)，創(chuàng)建線程時(shí)會(huì)得到；

retval， 返回碼；由pthread_exit或者return 返回；

• 函數(shù)說明

調(diào)用者調(diào)用此函數(shù)后會(huì)被阻塞，至到thread標(biāo)識(shí)的線程返回為止。

線程信息

線程在創(chuàng)建以后，除了調(diào)用者可以獲取線程標(biāo)識(shí)外，線程本身也可以通過函數(shù)獲取自己的標(biāo)識(shí)。

#include<pthread.h>
pthread_t pthread_self(void)

示例代碼

示例代碼位置

multipleThreads/example_01

threadCreate.c
Makefile 

代碼如下：

/* 
 * created by senllang 2023/12/24 
 * mail : study@senllang.onaliyun.com 
 * Copyright (C) 2023-2023, senllang
 */
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>


void *thread(void *arg) 
{
  char *ret;
  printf("thread() entered with argument '%s'\n", arg);
  if ((ret = (char*) malloc(20)) == NULL) 
  {
    perror("malloc() error");
    exit(2);
  }

  strcpy(ret, "This is a test");
  pthread_exit(ret);
}

int main(int argc, char *argv[]) 
{
  pthread_t thid;
  void *ret;

  if (pthread_create(&thid, NULL, thread, "thread 1") != 0) 
  {
    perror("pthread_create() error");
    exit(1);
  }

  if (pthread_join(thid, &ret) != 0) 
  {
    perror("pthread_create() error");
    exit(3);
  }

  printf("thread exited with '%s'\n", ret);
}

編譯時(shí)，需要在加上線程庫 lpthread ，運(yùn)行結(jié)果如下：

[senllang@hatch example_01]$ ll
total 8
-rw-r--r--. 1 senllang develops 1265 Dec 24 20:32 Makefile
-rw-r--r--. 1 senllang develops  781 Dec 24 20:33 threadCreate.c
[senllang@hatch example_01]$ make
gcc  -I./ -DTEST_PRO -lpthread -g -c threadCreate.c
gcc  -I./ -DTEST_PRO -lpthread -g *.o -o hatch-0-01
[senllang@hatch example_01]$ ll
total 40
-rwxr-xr-x. 1 senllang develops 21368 Dec 24 20:34 hatch-0-01
-rw-r--r--. 1 senllang develops  1265 Dec 24 20:32 Makefile
-rw-r--r--. 1 senllang develops   781 Dec 24 20:33 threadCreate.c
-rw-r--r--. 1 senllang develops  7600 Dec 24 20:34 threadCreate.o
[senllang@hatch example_01]$ ./hatch-0-01 
thread() entered with argument 'thread 1'
thread exited with 'This is a test'

總結(jié)

本文重點(diǎn)分享了線程的創(chuàng)建使用，在main中需要等待線程的結(jié)束，因?yàn)樗钱?dāng)前進(jìn)程的主線程，如果它提前結(jié)束，由它創(chuàng)建的所有線程也會(huì)提前結(jié)束，所以它需要等待所有線程結(jié)束之后，才能退出。

后面會(huì)繼續(xù)介紹更多線程的知識(shí)，完成一個(gè)通用線程池的功能。

所有示例的代碼已經(jīng)上傳到gitcode上的工程hatchCode，大家有興趣的可以點(diǎn)star進(jìn)行關(guān)注。

結(jié)尾

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作者郵箱：study@senllang.onaliyun.com
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到了這里，關(guān)于【linux c多線程】線程的創(chuàng)建，線程信息的獲取，獲取線程返回值的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！