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Posix多线程编程—线程属性
阅读量:4130 次
发布时间:2019-05-25

本文共 8152 字,大约阅读时间需要 27 分钟。

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一.线程属性

        线程具有属性,用pthread_attr_t表示,在对该结构进行处理之前必须进行初始化,在使用后需要对其去除初始化。我们用pthread_attr_init函数对其初始化,用pthread_attr_destroy对其去除初始化。
1.名称:pthread_attr_init/pthread_attr_destroy
        功能:对线程属性初始化/去除初始化
        头文件:#include <pthread.h>
        函数原形:int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);
                            int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);
        参数:attr 线程属性变量
        返回值:若成功返回0,若失败返回-1。
        调用pthread_attr_init之后,pthread_t结构所包含的内容就是操作系统实现支持的线程所有属性的默认值。
        如果要去除对pthread_attr_t结构的初始化,可以调用pthread_attr_destroy函数。如果pthread_attr_init实现时为属性对象分配了动态内存空间,pthread_attr_destroy还会用无效的值初始化属性对象,因此如果经pthread_attr_destroy去除初始化之后的pthread_attr_t结构被pthread_create函数调用,将会导致其返回错误。
        线程属性结构如下:
        typedef struct
        {
            int detachstate; //线程的分离状态
            int schedpolicy; //线程调度策略
            struct sched_param schedparam; //线程的调度参数
            int inheritsched; //线程的继承性
            int scope; //线程的作用域
            size_t guardsize; //线程栈末尾的警戒缓冲区大小 
            int stackaddr_set;
            void * stackaddr; //线程栈的位置
            size_t stacksize; //线程栈的大小
        }pthread_attr_t;
        每个个属性都对应一些函数对其查看或修改。下面我们分别介绍。

二、线程的分离状态

        线程的分离状态决定一个线程以什么样的方式来终止自己。在默认情况下线程是非分离状态的,这种情况下,原有的线程等待创建的线程结束。只有当pthread_join()函数返回时,创建的线程才算终止,才能释放自己占用的系统资源。

        而分离线程不是这样子的,它没有被其他的线程所等待,自己运行结束了,线程也就终止了,马上释放系统资源。程序员应该根据自己的需要,选择适当的分离状态。所以如果我们在创建线程时就知道不需要了解线程的终止状态,则可以设置pthread_attr_t结构中的detachstate线程属性,让线程以分离状态启动。
2.名称:pthread_attr_getdetachstate/pthread_attr_setdetachstate
        功能:获取/修改线程的分离状态属性
        头文件:#include <pthread.h>
        函数原形:int pthread_attr_getdetachstate(const pthread_attr_t * attr,int *detachstate);
                            int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr,int detachstate);
        参数:attr 线程属性变量, Detachstate 线程的分离状态属性
        返回值:若成功返回0,若失败返回-1。
        可以使用pthread_attr_setdetachstate函数把线程属性detachstate设置为下面的两个合法值之一:设置为PTHREAD_CREATE_DETACHED,以分离状态启动线程;或者设置为PTHREAD_CREATE_JOINABLE,正常启动线程。可以使用pthread_attr_getdetachstate函数获取当前的datachstate线程属性。

(1) 以分离状态创建线程

#include 
void *child_thread(void *arg) { printf(“child thread run!\n”);}int main(int argc,char *argv[ ]) { pthread_t tid; pthread_attr_t attr; pthread_attr_init(&attr); pthread_attr_setdetachstate(&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED); pthread_create(&tid,&attr,fn,arg); pthread_attr_destroy(&attr); sleep(1);}

三、线程的继承性

        函数pthread_attr_setinheritsched和pthread_attr_getinheritsched分别用来设置和得到线程的继承性,这两个函数的定义如下:
3.名称:pthread_attr_getinheritsched /pthread_attr_setinheritsched
       功能:获得/设置线程的继承性
       头文件:#include <pthread.h>
       函数原形:int pthread_attr_getinheritsched(const pthread_attr_t *attr,int *inheritsched);
                           int pthread_attr_setinheritsched(pthread_attr_t *attr,int inheritsched);
       参数:attr 线程属性变量, inheritsched 线程的继承性
       返回值:若成功返回0,若失败返回-1。
       这两个函数具有两个参数,第1个是指向属性对象的指针,第2个是继承性或指向继承性的指针。继承性决定调度的参数是从创建的进程中继承还是使用在schedpolicy和schedparam属性中显式设置的调度信息。Pthreads不为inheritsched指定默认值,因此如果你关心线程的调度策略和参数,必须先设置该属性。
       继承性的可能值是PTHREAD_INHERIT_SCHED(表示新线程将继承创建线程的调度策略和参数)和PTHREAD_EXPLICIT_SCHED(表示使用在schedpolicy和schedparam属性中显式设置的调度策略和参数)。如果你需要显式的设置一个线程的调度策略或参数,那么你必须在设置之前将inheritsched属性设置为PTHREAD_EXPLICIT_SCHED。

四、线程的调度策略

         函数pthread_attr_setschedpolicy和pthread_attr_getschedpolicy分别用来设置和得到线程的调度策略。
4.名称:pthread_attr_getschedpolicy \pthread_attr_setschedpolicy
        功能:获得/设置线程的调度策略
        头文件:#include <pthread.h>
        函数原形:int pthread_attr_getschedpolicy(const pthread_attr_t *attr,int *policy);
                            int pthread_attr_setschedpolicy(pthread_attr_t *attr,int policy);
        参数:attr 线程属性变量,policy 调度策略
        返回值:若成功返回0,若失败返回-1。
        这两个函数具有两个参数,第1个参数是指向属性对象的指针,第2个参数是调度策略或指向调度策略的指针。调度策略可能的值是先进先出(SCHED_FIFO)、轮转法(SCHED_RR),或其它(SCHED_OTHER)。
        (1) SCHED_FIFO策略允许一个线程运行直到有更高优先级的线程准备好,或者直到它自愿阻塞自己。在SCHED_FIFO调度策略下,当有一个线程准备好时,除非有平等或更高优先级的线程已经在运行,否则它会很快开始执行。
        (2) SCHED_RR(轮循)策略是基本相同的,不同之处在于:如果有一个SCHED_RR策略的线程执行了超过一个固定的时期(时间片间隔)没有阻塞,而另外的SCHED_RR或SCHBD_FIPO策略的相同优先级的线程准备好时,运行的线程将被抢占以便准备好的线程可以执行。
        当有SCHED_FIFO或SCHED_RR策赂的线程在一个条件变量上等待或等待加锁同一个互斥量时,它们将以优先级顺序被唤醒。即,如果一个低优先级的 SCHED_FIFO线程和一个高优先级的SCHED_FIFO线程都在等待相同的互斥量,则当互斥量被解锁时,高优先级线程将总是被首先解除阻塞。
5.名称:pthread_attr_getschedparam \pthread_attr_setschedparam
        功能:获得/设置线程的调度参数
        头文件:#include <pthread.h>
        函数原形:int pthread_attr_getschedparam(const pthread_attr_t *attr,struct sched_param *param);
                            int pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t *attr,const struct sched_param *param);
        参数:attr 线程属性变量, param sched_param结构
        返回值:若成功返回0,若失败返回-1。
        这两个函数具有两个参数,第1个参数是指向属性对象的指针,第2个参数是sched_param结构或指向该结构的指针。结构sched_param在文件/usr/include /bits/sched.h中定义如下:
        struct sched_param
        {
            int sched_priority;
        };
        结构sched_param的子成员sched_priority控制一个优先权值,大的优先权值对应高的优先权。系统支持的最大和最小优先权值可以用sched_get_priority_max函数和sched_get_priority_min函数分别得到。
        注意:如果不是编写实时程序,不建议修改线程的优先级。因为,调度策略是一件非常复杂的事情,如果不正确使用会导致程序错误,从而导致死锁等问题。如:在多线程应用程序中为线程设置不同的优先级别,有可能因为共享资源而导致优先级倒置。
6.名称:sched_get_priority_max \sched_get_priority_min
        功能:获得系统支持的线程优先权的最大和最小值
        头文件:#include <pthread.h>
        函数原形:int sched_get_priority_max(int policy); 

                            int sched_get_priority_min(int policy);

        参数:policy 系统支持的线程优先权的最大和最小值
        返回值:若成功返回0,若失败返回-1。
        下面是上面几个函数的程序例子:

#include 
#include
void *child_thread(void *arg) { int policy; int max_priority,min_priority; struct sched_param param; pthread_attr_t attr; pthread_attr_init(&attr); /*初始化线程属性变量*/ pthread_attr_setinheritsched(&attr,PTHREAD_EXPLICIT_SCHED); /*设置线程继承性*/ pthread_attr_getinheritsched(&attr,&policy); /*获得线程的继承性*/ if(policy==PTHREAD_EXPLICIT_SCHED) printf(“Inheritsched:PTHREAD_EXPLICIT_SCHED\n”); if(policy==PTHREAD_INHERIT_SCHED) printf(“Inheritsched:PTHREAD_INHERIT_SCHED\n”); pthread_attr_setschedpolicy(&attr,SCHED_RR);/*设置线程调度策略*/ pthread_attr_getschedpolicy(&attr,&policy);/*取得线程的调度策略*/ if(policy==SCHED_FIFO) printf(“Schedpolicy:SCHED_FIFO\n”); if(policy==SCHED_RR) printf(“Schedpolicy:SCHED_RR\n”); if(policy==SCHED_OTHER) printf(“Schedpolicy:SCHED_OTHER\n”); sched_get_priority_max(max_priority);/*获得系统支持的线程优先权的最大值*/ sched_get_priority_min(min_priority);/* 获得系统支持的线程优先权的最小值*/ printf(“Max priority:%u\n”,max_priority); printf(“Min priority:%u\n”,min_priority); param.sched_priority=max_priority; pthread_attr_setschedparam(&attr,¶m);/*设置线程的调度参数*/ printf(“sched_priority:%u\n”,param.sched_priority);/*获得线程的调度参数*/ pthread_attr_destroy(&attr);}int main(int argc,char *argv[ ]) { pthread_t child_thread_id; pthread_create(&child_thread_id,NULL,child_thread,NULL); pthread_join(child_thread_id,NULL);}

六、线程的作用域

        函数pthread_attr_setscope和pthread_attr_getscope分别用来设置和得到线程的作用域,这两个函数的定义如下:
7.名称:pthread_attr_setscope\pthread_attr_getscope
        功能:获得/设置线程的作用域
        头文件:#include <pthread.h>
        函数原形:int pthread_attr_setscope(pthread_attr_t *attr,int scope);
                            int pthread_attr_getscope(const pthread_attr_t *attr,int *scope);
        参数:attr 线程属性变量, scope 线程的作用域
        返回值:若成功返回0,若失败返回-1。
        这两个函数具有两个参数,第1个是指向属性对象的指针,第2个是作用域或指向作用域的指针,作用域控制线程是否在进程内或在系统级上竞争资源,可能的值是PTHREAD_SCOPE_PROCESS(进程内竞争资源),PTHREAD_SCOPE_SYSTEM(系统级上竞争资源)。
七、线程堆栈的大小
        函数pthread_attr_setstacksize和pthread_attr_getstacksize分别用来设置和得到线程堆栈的大小,这两个函数的定义如下所示:
8.名称:pthread_attr_getdetstacksize\pthread_attr_setstacksize
        功能:获得/修改线程栈的大小
        头文件:#include <pthread.h>
        函数原形:int pthread_attr_getstacksize(const pthread_attr_t *restrict attr,size_t *restrict stacksize);
                            int pthread_attr_setstacksize(pthread_attr_t *attr ,size_t *stacksize);
        参数:attr 线程属性变量,stacksize 堆栈大小 
        返回值:若成功返回0,若失败返回-1。
        这两个参数具有两个参数,第1个是指向属性对象的指针,第2个是堆栈大小或指向堆栈大小的指针。如果希望改变栈的默认大小,但又不想自己处理线程栈的分配问题,这时使用pthread_attr_setstacksize函数就非常有用。
八、线程堆栈的地址
        函数pthread_attr_setstackaddr和pthread_attr_getstackaddr分别用来设置和得到线程堆栈的位置,这两个函数的定义如下:
9.名称:pthread_attr_setstackaddr\pthread_attr_getstackaddr
        功能:获得/修改线程栈的位置
        头文件:#include <pthread.h>
        函数原形:int pthread_attr_getstackaddr(const pthread_attr_t *attr,void **stackaddf);
                            int pthread_attr_setstackaddr(pthread_attr_t *attr,void *stackaddr);
        参数:attr 线程属性变量,stackaddr 堆栈地址
        返回值:若成功返回0,若失败返回-1。
        这两个函数具有两个参数,第1个是指向属性对象的指针,第2个是堆栈地址或指向堆栈地址的指针。
九、线程栈末尾的警戒缓冲区大小
        函数pthread_attr_getguardsize和pthread_attr_setguardsize分别用来设置和得到线程栈末尾的警戒缓冲区大小,这两个函数的定义如下:
10.名称:pthread_attr_getguardsize/pthread_attr_setguardsize
        功能:获得/修改线程栈末尾的警戒缓冲区大小
        头文件:#include <pthread.h>
        函数原形:int pthread_attr_getguardsize(const pthread_attr_t *restrict attr,size_t *restrict guardsize);
                            int pthread_attr_setguardsize(pthread_attr_t *attr ,size_t *guardsize);
        参数:
        返回值:若成功返回0,若失败返回-1。
        线程属性guardsize控制着线程栈末尾之后以避免栈溢出的扩展内存大小。这个属性默认设置为PAGESIZE个字节。可以把guardsize线程属性设为0,从而不允许属性的这种特征行为发生:在这种情况下不会提供警戒缓存区。同样地,如果对线程属性stackaddr作了修改,系统就会假设我们会自己管理栈,并使警戒栈缓冲区机制无效,等同于把guardsize线程属性设为0。 

转载地址:http://acdvi.baihongyu.com/

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