首个多线程程序

发布时间：2022-07-13 11:17 所属栏目：51 来源：互联网

导读：通过阅读《什么是线程》一节，我们了解了什么是线程以及什么是多线程。本节，我们教大家编写第一个多线程程序。大多数操作系统都支持同时执行多个程序，包括常见的 Windows、Linux、Mac OS X 操作系统等。为了避免多个程序访问系统资源（包括文件资源、I/O

　　通过阅读《什么是线程》一节，我们了解了什么是线程以及什么是多线程。本节，我们教大家编写第一个多线程程序。

　　大多数操作系统都支持同时执行多个程序，包括常见的 Windows、Linux、Mac OS X 操作系统等。为了避免多个程序访问系统资源（包括文件资源、I/O 设备、网络等）时产生冲突，操作系统会将可能产生冲突的系统资源保护起来，阻止应用程序直接访问。如果程序中需要访问被操作系统保护起来的资源，需使用操作系统规定的方法（函数、命令），我们习惯将这些调用方法（函数、命令）称为接口（Application Programming Interface，简称 API）。

　　事实上，无论我们用哪种编程语言编写多线程程序，最终都要借助操作系统预留的接口实现。接下来，我们将为您讲解如何借助 Linux 系统预留的接口编写 C 语言多线程程序。
　　POSIX标准
　　类 UNIX 系统有很多种版本，包括 Linux、FreeBSD、OpenBSD 等，它们预留的系统调用接口各不相同。但幸运的是，几乎所有的类 UNIX 系统都兼容 POSIX 标准。

　　POSIX 标准全称“Portable Operating System Interface”，中文译为可移植操作系统接口，最后的字母 X 代指类 UNIX 操作系统。简单地理解，POSIX 标准发布的初衷就是为了统一所有类 UNIX 操作系统的接口，这意味着，只要我们编写的程序严格按照 POSIX 标准调用系统接口，它就可以在任何兼容 POSIX 标准的类 UNIX 系统上运行。
　　所谓兼容，很多支持 POSIX 标准的类 UNIX 操作系统并没有从根本上修改自己的 API，它们仅仅通过对现有的 API 进行再封装，生成了一套符合 POSIX 标准的系统接口，进而间接地支持 POSIX 标准。

　　值得一提的是，POSIX 标准中规范了与多线程相关的系统接口。我们在 Linux 系统上编写多线程程序，只需在程序中引入<pthread.h>头文件，调用该文件中包含的函数即可实现多线程编程。
　　注意，pthread.h 头文件中只包含各个函数的声明部分，具体实现位于 libpthread.a 库中。

　　第一个多线程程序
　　分析如下程序：
　　#include <stdio.h>
　　#include <pthread.h>
　　//定义线程要执行的函数，arg 为接收线程传递过来的数据
　　void *Thread1(void *arg)
　　{
　　    printf("http://c.biancheng.net\n");
　　    return "Thread1成功执行";
　　}
　　//定义线程要执行的函数，arg 为接收线程传递过来的数据
　　void* Thread2(void* arg)
　　{
　　    printf("C语言中文网\n");
　　    return "Thread2成功执行";
　　}
　　int main()
　　{
　　    int res;
　　    pthread_t mythread1, mythread2;
　　    void* thread_result;
　　    /*创建线程
　　    &mythread:要创建的线程
　　    NULL：不修改新建线程的任何属性
　　    ThreadFun:新建线程要执行的任务
　　    NULL：不传递给 ThreadFun() 函数任何参数
　　    返回值 res 为 0 表示线程创建成功，反之则创建失败。
　　    */
　　    res = pthread_create(&mythread1, NULL, Thread1, NULL);
　　    if (res != 0) {
　　        printf("线程创建失败");
　　        return 0;
　　    }
　　    res = pthread_create(&mythread2, NULL, Thread2, NULL);
　　    if (res != 0) {
　　        printf("线程创建失败");
　　        return 0;
　　    }
　　    /*
　　    等待指定线程执行完毕
　　    mtThread:指定等待的线程
　　    &thead_result:接收 ThreadFun() 函数的返回值，或者接收 pthread_exit() 函数指定的值
　　    返回值 res 为 0 表示函数执行成功，反之则执行失败。
　　    */
　　    res = pthread_join(mythread1, &thread_result);
　　    //输出线程执行完毕后返回的数据
　　    printf("%s\n", (char*)thread_result);
　　
　　    res = pthread_join(mythread2, &thread_result);
　　    printf("%s\n", (char*)thread_result);
　　    printf("主线程执行完毕");
　　    return 0;
　　}
　　假设我们将程序编写在 thead.c 文件中，调用 gcc 编译器编译（包含链接）此程序：
　　[root@localhost ~]# gcc thread.c -o thread.exe -lpthread

　　在保证程序没有语法错误的前提下，执行此命令会生成一个名为 thread.exe 的可执行文件。需要强调的是，命令中必须包含 "-plthread" 参数，否则会导致程序链接失败。

　　在当前目录下找到新生成的 thread.exe 文件，执行如下命令即可看到程序的执行结果：
　　[root@localhost ~]# ./thead.exe
　　http://c.biancheng.net
　　C语言中文网
　　Thread1成功执行
　　Thread2成功执行
　　主线程执行完毕

　　程序中共存在 3 个线程，包括本就存在的主线程以及两个调用 pthread_create() 函数创建的线程（又称子线程），其中名为 mythread1 的线程负责执行 thread1() 函数，名为 mythread2 的线程负责执行 thread2() 函数。

　　程序中调用了两次 pthread_join() 函数，第 47 行 pthread_join() 函数的功能是令主线程等待 mythread1 线程执行完毕后再执行后续的代码，第 51 行处 pthread_join() 函数的功能是令主线程等待 mythread2 线程执行完毕后在执行后续的代码。

　　由此，我们已经学会了如何编写一个简单的多线程程序。

（编辑：ASP站长网）