有关 pthread 的一些笔记

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有几天没有更新了，来点轻松的内容~

本篇文章是自己原来记录的笔记，关于 Linux 原生线程库 pthread 的一些用法。当初，记得比较零散，现在整理一下。

intro

pthread（也叫做 POSIX 线程）库是 Linux 中最常用的原生线程库，各大 Linux 发行版基本都默认安装了该库，并且 pthread 的 API 是基于 C 语言来设计的，所以在 Linux 下 C/C++ 的工程中使用起来十分方便，现在有很多项目也仍然在使用 pthread。
不过，C++ 从 C++11 开始有了自己的跨平台线程库 thread（之前好像用的是 boost？C++ 的线程库估计选择很多），若是支持 C++11 及以上的工程，还是推荐使用 C++ 自带的线程库；C 语言从 C11 开始也有了自己的跨平台线程库 threads.h，但据说好像各大编译器支持的不是很好？

好了，闲话少说，直入主题吧。

thread

首先从线程开始，pthread_t是线程类型标识符，使用时需要在源代码文件中引入头文件pthread.h，同时在编译时需要加上链接库-lpthread。
比如，源代码文件：

test.c
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#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

int main() {
    // 创建线程标识符 t
    pthread_t t;

    return 0;
}

编译时：

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$ gcc test.c -o -pthread test

下面，我们再来看看相关的 API。

使用下列 API 需要引入头文件pthread.h。

pthread_create：

功能：创建新线程。
函数原型：

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int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, 
                   void *(*callback)(void *), void *arg);

thread：用于接收新线程的 id，通过pthread_t创建（注意这里是个指针）。
attr：线程属性，默认为NULL。
callback：回调函数，由线程来执行。
arg：传给回调函数的参数，也可以为NULL。

pthread_exit

功能：终止当前线程。
函数原型：

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void pthread_exit(void *retval);

retval：线程退出时的返回值，可由pthread_join捕获。

​​pthread_join

功能：阻塞等待线程结束并回收资源。
函数原型：

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int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

thread：目标线程。
retval：线程退出时的返回值的指针。

pthread_detach

功能：分离线程（线程终止时自动回收资源）。
函数原型：

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int pthread_detach(pthread_t thread);

thread：目标线程。

pthread_cancel

功能：取消指定线程。
函数原型：

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int pthread_cancel(pthread_t thread);

thread：目标线程。

pthread_equal

功能：比较两个线程ID是否相同。
函数原型：

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int pthread_equal(pthread_t t1, pthread_t t2);

t1：线程 1.
t2：线程 2。

mutex

接着介绍互斥锁，pthread_mutex_t是互斥锁类型标识符，使用时需要在源代码文件中引入头文件pthread.h，同时在编译时需要加上链接库-lpthread，创建方法与pthread_t类似，不再赘述。

使用下列 API 需要引入头文件pthread.h。

pthread_mutex_init

功能：初始化互斥锁。
函数原型：

1
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *attr);

mutex：互斥锁变量的指针，用于接收新创建的互斥锁 id。
attr：互斥锁属性，默认为NULL。

pthread_mutex_destroy

功能：销毁互斥锁。
函数原型：

1
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

mutex：目标互斥锁变量的指针。

pthread_mutex_lock

功能：加锁（阻塞直到获得锁）。
函数原型：

1
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

mutex：目标互斥锁变量的指针。

​​pthread_mutex_unlock

功能：解锁
函数原型：

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int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

mutex：目标互斥锁变量的指针。

pthread_mutex_trylock

功能：尝试加锁（非阻塞，失败返回错误码）。
函数原型：

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int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);

mutex：目标互斥锁变量的指针。

rwlock

然后是读写锁，​​pthread_rwlock_t是读写锁类型标识符，使用时需要在源代码文件中引入头文件pthread.h，同时在编译时需要加上链接库-lpthread，创建方法与pthread_t类似，不再赘述。

使用下列 API 需要引入头文件pthread.h。

pthread_rwlock_init

功能：初始化读写锁。
函数原型：

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int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *rwlock, const pthread_rwlockattr_t *attr);

rwlock：读写锁变量的指针，用于接收新创建的读写锁 id。
attr：读写锁属性，默认为NULL。

pthread_rwlock_destroy

功能：销毁读写锁。
函数原型：

1
int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);

rwlock：目标读写锁变量的指针。

pthread_rwlock_rdlock

功能：读模式加锁。
函数原型：

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int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

rwlock：目标读写锁变量的指针。

​​pthread_rwlock_wrlock​​

功能：写模式加锁。
函数原型：

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int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

rwlock：目标读写锁变量的指针。

​​pthread_rwlock_unlock​​

功能：解锁。
函数原型：

1
int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

rwlock：目标读写锁变量的指针。

pthread_rwlock_tryrdlock

功能：尝试读模式加锁（非阻塞）。
函数原型：

1
int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

rwlock：目标读写锁变量的指针。

​​pthread_rwlock_trywrlock

功能：尝试写模式加锁（非阻塞）。
函数原型：

1
int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

rwlock：目标读写锁变量的指针。

condition variable

然后就是条件变量，pthread_cond_t是条件变量类型标识符，使用时需要在源代码文件中引入头文件pthread.h，同时在编译时需要加上链接库-lpthread，创建方法与pthread_t类似，不再赘述。

使用下列 API 需要引入头文件pthread.h。

pthread_cond_init

功能：初始化条件变量。
函数原型：

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int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, const pthread_condattr_t *attr);

rwlock：条件变量的指针，用于接收新创建的条件变量。
attr：条件变量属性，默认为NULL。

pthread_cond_destroy

功能：销毁条件变量。
函数原型：

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int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

cond：目标条件变量的指针。

pthread_cond_wait

功能：阻塞等待条件成立（需与互斥锁配合）。
函数原型：

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int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex);

cond：目标条件变量的指针。
mutex：目标互斥锁的指针。

pthread_cond_timedwait

功能：限时等待条件成立。
函数原型：

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int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex, 
                          const struct timespec *abstime);

cond：目标条件变量的指针。
mutex：目标互斥锁的指针。
abstime：绝对时间戳，从 1970-1-1 开始计算。

pthread_cond_signal

功能：唤醒至少一个等待线程。
函数原型：

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int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);

cond：目标条件变量的指针。

pthread_cond_broadcast

功能：唤醒所有等待线程。
函数原型：

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int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);

cond：目标条件变量的指针。

semaphore

最后是信号量，sem_t是信号量类型标识符，使用时需要在源代码文件中引入头文件semaphore.h，一般配合线程使用，创建方法与pthread_t类似，不再赘述。

使用下列 API 需要引入头文件semaphore.h。

sem_init

功能：初始化信号量。
函数原型：

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int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);

sem：信号量的指针，用于接收新创建的信号量。
pshared：0 为进程内线程共享，非 0 为进程间共享。
value：信号量的初始值。

sem_destroy

功能：销毁信号量。
函数原型：

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int sem_destroy(sem_t *sem);

sem：目标信号量的指针。

sem_wait

功能：资源减 1（资源为 0 时阻塞）。
函数原型：

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int sem_wait(sem_t *sem);

sem：目标信号量的指针。

sem_trywait

功能：信号量资源数尝试减 1（资源为 0 时直接返回）。
函数原型：

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int sem_trywait(sem_t *sem);

sem：目标信号量的指针。

sem_post

功能：信号量资源加 1（唤醒等待线程）。
函数原型：

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int sem_post(sem_t *sem);

sem：目标信号量的指针。

sem_getvalue

功能：获取当前资源数量。
函数原型：

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int sem_getvalue(sem_t *sem, int *sval);

sem：目标信号量的指针。
sval：信号量资源个数的指针。

summary

没什么营养的一篇流水文章，也没什么好说的，忘记了就回来看一看。

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