线程与线程安全
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
void error(char *msg)
{
fprintf(stderr, "%s: %s\n", msg, strerror(errno));
exit(1);
}
// 定义一个线程函数，它会打印 "Does not!" 五次
void* does_not(void *a)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < 5; i++)
{
sleep(1); // 暂停一秒
puts("Does not!"); // 打印消息
}
return NULL; // 返回 NULL
}
// 定义另一个线程函数，它会打印 "Does too!" 五次
void* does_too(void *a)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < 5; i++)
{
sleep(1); // 暂停一秒
puts("Does too!"); // 打印消息
}
return NULL; // 返回 NULL
}
int main(void)
{
pthread_t t0; // 定义线程 t0
pthread_t t1; // 定义线程 t1
// 创建线程 t0，执行 does_not 函数
if (pthread_create(&t0, NULL, does_not, NULL) == -1)
error("Can't create thread t0");
// 创建线程 t1，执行 does_too 函数
if (pthread_create(&t1, NULL, does_too, NULL) == -1)
error("Can't create thread t1");
void *result;
// 等待线程 t0 结束
if (pthread_join(t0, &result) == -1)
error("Can't join thread t0");
// 等待线程 t1 结束
if (pthread_join(t1, &result) == -1)
error("Can't join thread t1");
return 0; // 返回 0，表示程序正常结束
}
// 使用 gcc 编译器编译这个程序，需要链接 pthread 库
// gcc thread.c -lpthread -o thread
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
void error(char *msg)
{
fprintf(stderr, "%s: %s\n", msg, strerror(errno));
exit(1);
}
int beers = 2000000;
pthread_mutex_t beers_lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
void *drink_lots(void *a)
{
int i;
pthread_mutex_lock(&beers_lock);
for (i = 0; i < 100000; i++)
{
beers = beers - 1;
}
pthread_mutex_unlock(&beers_lock);
printf("beers = %i\n", beers);
return NULL;
}
int main()
{
pthread_t threads[20];
int t;
printf("%i bottles of beer on the wall\n%i bottles of beer\n", beers, beers);
for (t = 0; t < 20; t++)
{
if (pthread_create(&threads[t], NULL, drink_lots, NULL) == -1)
{
error("Can't create thread ");
}
}
void *result;
for (t = 0; t < 20; t++)
{
if (pthread_join(threads[t], &result) == -1)
{
error("Can't join thread");
}
}
printf("There are now %i bottles of beer on the wall\n", beers);
return 0;
}
// gcc thread.c -lpthread -o thread
Copilot Time
pthread_t 是什么
pthread_t 是 POSIX 线程库中定义的一个数据类型，用于表示线程的 ID。在创建新线程时，pthread_create 函数会返回一个 pthread_t 类型的值，这个值可以用于后续的线程操作，例如等待线程结束（pthread_join）或者取消线程（pthread_cancel）。
为什么要创建线程
创建线程有多种原因：
并发执行：线程可以使多个任务并发执行，这对于提高程序的响应性和性能非常有帮助。例如，一个服务器程序可能需要同时处理多个客户端请求，每个请求可以在一个单独的线程中处理。
简化程序设计：在某些情况下，使用多线程可以简化程序设计。例如，一个图形用户界面程序可能有一个线程用于响应用户输入，另一个线程用于执行后台任务。
利用多核处理器：现代计算机通常有多个处理器核心。通过创建多个线程，程序可以在多个核心上并行执行，从而充分利用硬件资源。
非阻塞操作：在某些情况下，你可能不希望某个耗时的操作阻塞你的主线程（例如网络请求或大数据计算），这时你可以将这个操作放在一个新的线程中执行，这样主线程就可以继续执行其他任务。
请注意，虽然线程有很多优点，但是也需要注意线程安全和同步问题，以避免数据竞争和死锁等问题。
常用方法
POSIX 线程（pthread）库中，常用的线程相关的函数有：
pthread_create：创建一个新的线程。这个函数需要一个 `pthread_t`` 变量来保存新线程的 ID，一个函数指针指向线程函数，以及一个指针传递给线程函数。
pthread_t thread;
pthread_create(&thread, NULL, thread_function, NULL);
pthread_join：等待一个线程结束。这个函数需要一个pthread_t变量来指定要等待的线程，以及一个指针来保存线程的返回值。
void *result;
pthread_join(thread, &result);
pthread_mutex_lock：加锁。这个函数需要一个pthread_mutex_t变量来指定要加锁的互斥量。
pthread_mutex_lock(&mutex);
pthread_mutex_unlock：解锁。这个函数需要一个pthread_mutex_t变量来指定要解锁的互斥量。
pthread_mutex_unlock(&mutex);
pthread_mutex_init：初始化互斥量。这个函数需要一个pthread_mutex_t变量来指定要初始化的互斥量，以及一个pthread_mutexattr_t变量来指定互斥量的属性。
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_destroy：销毁互斥量。这个函数需要一个pthread_mutex_t变量来指定要销毁的互斥量。
pthread_mutex_destroy(&mutex);
pthread_cancel：取消一个线程。这个函数需要一个pthread_t变量来指定要取消的线程。
pthread_cancel(thread);
pthread_setcancelstate：设置线程的取消状态。这个函数需要一个int类型的变量来指定线程的取消状态，以及一个int类型的指针来保存线程的旧的取消状态。
int old_state;
pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_DISABLE, &old_state);
pthread_setcanceltype：设置线程的取消类型。这个函数需要一个int类型的变量来指定线程的取消类型，以及一个int类型的指针来保存线程的旧的取消类型。
int old_type;
pthread_setcanceltype(PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS, &old_type);
pthread_testcancel：测试线程是否被取消。这个函数没有参数，也没有返回值。
pthread_testcancel();
什么是线程安全
线程安全是指多线程访问同一代码时，不会出现不确定的结果。例如，如果多个线程同时执行 printf 函数，那么输出的结果可能是混乱的，因为 printf 函数内部使用了一个缓冲区，多个线程同时访问这个缓冲区可能会导致输出的结果混乱。这种情况下，我们可以使用互斥量来保证线程安全，即同一时间只有一个线程可以访问 printf 函数。