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【C】线程控制

news 2025/8/22 6:13:15

创建线程

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

返回值：成功返回0，失败返回错误号。

thread：成功返回后，新创建的线程的id被填写到 thread参数所指向的内存单元。线程id的类型是pthread_t，它只在当前进程中保证是唯一的，在不同的系统中pthread_t这个类型有不同的实现，它可能是一个整数值，也可能是一个结构体，也可能是一个地址，所以不能简单地当成整数用printf打印，调用pthread_self()可以获取当前线程地id。

attr：表示线程属性，这里暂不讨论。

start_routine和arg：新线程所指向的代码由函数指针start_routine决定。start_routine函数接收一个参数arg，该参数的类型为void *，这个指针按什么类型解释由调用者自己定义，start_routine的返回值类型也是void *，这个指针的函数的含义同样由调用者自己定义。

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <unistd.h>static void thread_func(const char *arg)
{printf("arg=%s\n", arg);pthread_t tid = pthread_self();printf("new thread pid=%u\n", (uint32_t)tid);
}int main(void)
{pthread_t id;int ret = pthread_create(&id, NULL, thread_func, "i am iron man");if (0 != ret){printf("pthread_carete error=%s", strerror(ret));}printf("new thread pid=%u\n", (uint32_t)id);while (1){usleep(1000);}return 0;
}

输出结果为：

new thread pid=1
arg=i am iron man
new thread pid=1

可知，在window上，thread_t类型是一个整型值。

终止线程

如果需要终止某个线程而不终止整个进程，可以有三种方法：

从线程函数return。这种方法对主线程不适用，从main函数return相当于调用exit。
一个线程可以调用pthread_cancel终止同一进程中地另一个线程。
线程可以调用pthread_exit终止自己。

在介绍终止之前，我们先介绍一下pthread_join函数。

#include <pthread.h>int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr);//返回值：成功返回0，失败返回错误号。

调用该函数地线程将挂起等待，直到id为thread的线程终止。thread线程以不同的方法终止，通过pthread_join得到的终止状态时不同的，总结如下：

如果thread线程通过return返回，value_ptr所指向的单元里存放的是thread线程函数的返回值。
如果thread线程被别的线程调用thread_cancel异常终止掉，value_ptr所指向的单元里存放的是常数PTHREAD_CANCELED。
如果thread线程是自己调用pthread_exit终止的，value_ptr所指向的单元里存放的是传给pthread_exit的参数。

如果对thread线程的终止状态不感兴趣，可以传NULL给value_ptr参数。

一般情况下，线程终止后，其终止状态一直保留到其他线程调用pthread_join获取它的状态为止。但是线程也可以被设置为detach状态，这样的线程一旦终止就立刻回收它占用的所有资源，而不保留终止状态。不能对一个已经处于detach状态的线程调用pthread_join，这样的调用将返回EINVAL。对一个尚未detach的线程调用pthread_join或pthread_detach都可以把该线程设置为detach状态，也就是说，不能对同一线程调用两次pthread_join，或者如果已经对一个线程调用了pthread_detach就不能再调用pthread_join了。

#include <pthread.h>int pthread_detach(pthread_t tid);//返回值：成功返回0，失败返回错误号。

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <unistd.h>static void *thread1_func(const char *arg)
{printf("arg=%s\n", arg);pthread_t tid = pthread_self();printf("new thread pid=%u\n", (uint32_t)tid);return (void *)0xFF;
}static void *thread2_func(const char *arg)
{printf("arg=%s\n", arg);pthread_t tid = pthread_self();printf("new thread pid=%u\n", (uint32_t)tid);pthread_exit((void *)0xFE);
}static void *thread3_func(const char *arg)
{printf("arg=%s\n", arg);pthread_t tid = pthread_self();printf("new thread pid=%u\n", (uint32_t)tid);while (1){printf("%s running\n", arg);usleep(5000 * 100);}
}int main(void)
{pthread_t id1;int ret1 = pthread_create(&id1, NULL, thread1_func, "i am thread1");if (0 != ret1){printf("pthread_carete error=%s", strerror(ret1));}void *thread1_ret;pthread_join(id1, &thread1_ret);printf("thread1_ret=%d\n", (int)thread1_ret);pthread_t id2;int ret2 = pthread_create(&id2, NULL, thread2_func, "i am thread2");if (0 != ret2){printf("pthread_carete error=%s", strerror(ret2));}void *thread2_ret;pthread_join(id2, &thread2_ret);printf("thread2_ret=%d\n", (int)thread2_ret);pthread_t id3;int ret3 = pthread_create(&id3, NULL, thread3_func, "i am thread3");if (0 != ret3){printf("pthread_carete error=%s", strerror(ret3));}void *thread3_ret;sleep(1);pthread_cancel(id3);pthread_join(id3, &thread3_ret);printf("thread3_ret=%d\n", (int)thread3_ret);while (1){usleep(1000);}return 0;
}

输出为：

arg=i am thread1
new thread pid=1
thread1_ret=255
arg=i am thread2
new thread pid=3
thread2_ret=254
arg=i am thread3
new thread pid=4
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running
i am thread3 running

我们可以看到，线程1和线程2的终止与我们的预期一样，但是线程3使用pthread_cancel()似乎没有真正终止线程。那这里就需要引用另外两个概念了。

线程终止状态

	@state:PTHREAD_CANCEL_ENABLE:线程对cancel信号立即有反应，将设置为CANCEL状态 （默认）PTHREAD_CANCEL_DISABLE：如果线程state为不可取消，线程不理会信号，继续执行，而使用cancel函数的线程会一直阻塞到可取消状态@oldstate:NULL:state写入有效,即当前只想设置属性，而不关心原来的属性不为NULL：state不写入，保持原有的设定，且获取原来的属性return：成功返回0，错误返回errno	EINVAL：无效的stateint pthread_setcancelstate(int state,int *oldstate)

线程终止类型

	@type:PTHREAD_CANCEL_DEFERRED：运行到下一个取消点就退出 （默认）PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS：直接退出@oldtyoe：NULL：type写入有效，即当前只想设置属性，而不关心原来的属性不为NULL：type不写入，保持原有的设定，且获取原来的属性return：成功返回0，错误返回errno	EINVAL：无效的type
int pthread_setcanceltype(int type,int *oldtype)

所以，如下想要使用pthread_cancel终止线程，那么我们必须在线程函数中调用

pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE, NULL);
pthread_setcanceltype(PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS, NULL);

当我们把线程函数改成：

static void *thread3_func(const char *arg)
{pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE, NULL);pthread_setcanceltype(PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS, NULL);printf("arg=%s\n", arg);pthread_t tid = pthread_self();printf("new thread pid=%u\n", (uint32_t)tid);while (1){printf("%s running\n", arg);usleep(5000 * 100);}
}

那么就可以正常终止了，输出结果如下：

arg=i am thread1
new thread pid=1
thread1_ret=255
arg=i am thread2
new thread pid=3
thread2_ret=254
arg=i am thread3
new thread pid=4
i am thread3 running
i am thread3 running
thread3_ret=-559038737