Linux【极客时间】 - 线程示例 - 《linux》

互斥锁
条件变量

互斥锁

多任务下载示例：

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NUM_OF_TASKS 5
void *downloadfile(void *filename)
{
   printf("I am downloading the file %s!\n", (char *)filename);
   sleep(10);
   long downloadtime = rand()%100;
   printf("I finish downloading the file within %d minutes!\n", downloadtime);
   pthread_exit((void *)downloadtime);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
   char files[NUM_OF_TASKS][20]={"file1.avi","file2.rmvb","file3.mp4","file4.wmv","file5.flv"};
   pthread_t threads[NUM_OF_TASKS];
   int rc;
   int t;
   int downloadtime;
   pthread_attr_t thread_attr;
   pthread_attr_init(&thread_attr);
   pthread_attr_setdetachstate(&thread_attr,PTHREAD_CREATE_JOINABLE);
   for(t=0;t<NUM_OF_TASKS;t++){
     printf("creating thread %d, please help me to download %s\n", t, files[t]);
     rc = pthread_create(&threads[t], &thread_attr, downloadfile, (void *)files[t]);
     if (rc){
       printf("ERROR; return code from pthread_create() is %d\n", rc);
       exit(-1);
     }
   }
   pthread_attr_destroy(&thread_attr);
   for(t=0;t<NUM_OF_TASKS;t++){
     pthread_join(threads[t],(void**)&downloadtime);
     printf("Thread %d downloads the file %s in %d minutes.\n",t,files[t],downloadtime);
   }
   pthread_exit(NULL);
}

一个运行中的线程可以调用 pthread_exit 退出线程。这个函数可以传入一个参数转换为(void *) 类型。这是线程退出的返回值。

接下来，我们来看主线程。在这里面，我列了五个文件名。接下来声明了一个数组，里面有五个 pthread_t 类型的线程对象。

接下来，声明一个线程属性 pthread_attr_t。我们通过 pthread_attr_init 初始化这个属性，并且设置属性 PTHREAD_CREATE_JOINABLE。这表示将来主线程程等待这个线程的结束，并获取退出时的状态。

接下来是一个循环。对于每一个文件和每一个线程，可以调用 pthread_create 创建线程。一共有四个参数，第一个参数是线程对象，第二个参数是线程的属性，第三个参数是线程运行函数，第四个参数是线程运行函数的参数。主线程就是通过第四个参数，将自己的任务派给子线程。

任务分配完毕，每个线程下载一个文件，接下来主线程要做的事情就是等待这些子任务完成。当一个线程退出的时候，就会发送信号给其他所有同进程的线程。有一个线程使用 pthread_join 获取这个线程退出的返回值。线程的返回值通过 pthread_join 传给主线程，这样子线程就将自己下载文件所耗费的时间，告诉给主线程。

好了，程序写完了，开始编译。多线程程序要依赖于 libpthread.so。

gcc download.c -lpthread

条件变量

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NUM_OF_TASKS 3
#define MAX_TASK_QUEUE 11
char tasklist[MAX_TASK_QUEUE]="ABCDEFGHIJ";
int head = 0;
int tail = 0;
int quit = 0;
pthread_mutex_t g_task_lock;
pthread_cond_t g_task_cv;
void *coder(void *notused)
{
  pthread_t tid = pthread_self();
  while(!quit){
    pthread_mutex_lock(&g_task_lock);
    while(tail == head){
      if(quit){
        pthread_mutex_unlock(&g_task_lock);
        pthread_exit((void *)0);
      }
      printf("No task now! Thread %u is waiting!\n", (unsigned int)tid);
      pthread_cond_wait(&g_task_cv, &g_task_lock);
      printf("Have task now! Thread %u is grabing the task !\n", (unsigned int)tid);
    }
    char task = tasklist[head++];
    pthread_mutex_unlock(&g_task_lock);
    printf("Thread %u has a task %c now!\n", (unsigned int)tid, task);
    sleep(5);
    printf("Thread %u finish the task %c!\n", (unsigned int)tid, task);
  }
  pthread_exit((void *)0);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
  pthread_t threads[NUM_OF_TASKS];
  int rc;
  int t;
  pthread_mutex_init(&g_task_lock, NULL);
  pthread_cond_init(&g_task_cv, NULL);
  for(t=0;t<NUM_OF_TASKS;t++){
    rc = pthread_create(&threads[t], NULL, coder, NULL);
    if (rc){
      printf("ERROR; return code from pthread_create() is %d\n", rc);
      exit(-1);
    }
  }
  sleep(5);
  for(t=1;t<=4;t++){
    pthread_mutex_lock(&g_task_lock);
    tail+=t;
    printf("I am Boss, I assigned %d tasks, I notify all coders!\n", t);
    pthread_cond_broadcast(&g_task_cv);
    pthread_mutex_unlock(&g_task_lock);
    sleep(20);
  }
  pthread_mutex_lock(&g_task_lock);
  quit = 1;
  pthread_cond_broadcast(&g_task_cv);
  pthread_mutex_unlock(&g_task_lock);
  pthread_mutex_destroy(&g_task_lock);
  pthread_cond_destroy(&g_task_cv);
  pthread_exit(NULL);
}