linux c学习笔记----线程属性

 

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。

 

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pthread_attr_t结构中的detachstate线程属性，让线程以分离状态启动。

 

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。

 

以分离状态创建线程

#iinclude <pthread.h>

 

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：

 

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（表示新现成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.

       下面我来讲进程的调度策略和调度参数。我会结合下面的函数给出本函数的程序例子。

 

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。

 

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）。

       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。

    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持或等持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线程和一个高优先织的SCHED_FIFO线程都在等待锁相同的互斥且，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。

 

 

 

五、线程的调度参数

       函数pthread_attr_getschedparam 和pthread_attr_setschedparam分别用来设置和得到线程的调度参数。

 

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。

 

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 <pthread.h>
#include <sched.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
void *child_thread(void *arg)
{
int policy;
int max_priority,min_priority;
struct sched_param param;
pthread_attr_t attr;
 
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setinheritsched(&attr,PTHREAD_EXPLICIT_SCHED);
pthread_attr_getinheritsched(&attr,&policy);
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);
pthread_attr_getschedpolicy(&attr,&policy);
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);
sched_get_priority_min(min_priority);
printf("Max priority:%u\n",max_priority);
printf("Min priority:%u\n",min_priority);
 
param.sched_priority=max_priority;
pthread_attr_setschedparam(&attr,&param);
printf("sched_priority:%u\n",param.sched_priority);
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、栈大小(stack size)

当系统中有很多线程时，可能需要减小每个线程栈的默认大小，防止进程的地址空间不够用;当线程调用的函数会分配很大的局部变量或者函数调用层次很深时，可能需要增大线程栈的默认大小。函数pthread_attr_getstacksize和 pthread_attr_setstacksize被提供。

　　int pthread_attr_getstacksize ( const pthread_attr_t *attr, size_t *size );

　　int pthread_attr_setstacksize ( pthread_attr_t *attr, size_t size );

　　函数pthread_attr_getstack和pthread_attr_setstack函数可以同时操作栈地址和栈大小两个属性：

　　int pthread_attr_getstack ( const pthread_attr_t *attr, void **stackaddr, size_t *size );

　　int pthread_attr_setstack ( pthread_attr_t *attr, void *stackaddr, size_t size );

 

 

七、栈保护区大小(stack guard size)

在线程栈顶留出一段空间，防止栈溢出。当栈指针进入这段保护区时，系统会发出错误，通常是发送信号给线程。该属性默认值是PAGESIZE大小，该属性被设置时，系统会自动将该属性大小补齐为页大小的整数倍。当改变栈地址属性时，栈保护区大小通常清零。

　　int pthread_attr_getguardsize ( const pthread_attr_t *attr, size_t *guardsize );

　　int pthread_attr_setguardsize ( pthread_attr_t *attr, size_t guardsize );

 

 

 

 

八、争用范围(scope)

建立线程的争用范围(PTHREAD_SCOPE_SYSTEM 或 PTHREAD_SCOPE_PROCESS)。使用 PTHREAD_SCOPE_SYSTEM 时，此线程将与系统中的所有线程进行竞争。使用 PTHREAD_SCOPE_PROCESS 时，此线程将与进程中的其他线程进行竞争。这个又叫绑定状态，PTHREAD_SCOPE_SYSTEM(绑定的)和PTHREAD_SCOPE_PROCESS(非绑定的)。具有不同范围状态的线程可以在同一个系统甚至同一个进程中共存。进程范围只允许这种线程与同一进程中的其他线程争用资源，而系统范围则允许此类线程与系统内的其他所有线程争用资源。对于Solaris系统，实际上，从 Solaris 9 发行版开始，系统就不再区分这两个范围。

　　int pthread_attr_getscope(const pthread_attr_t *restrict attr, int *restrict contentionscope);

　　int pthread_attr_setscope(pthread_attr_t *attr, int contentionscope);

 

 

 

(9)线程并行级别(concurrency)

应用程序使用 pthread_setconcurrency() 通知系统其所需的并发级别。

　　int pthread_getconcurrency(void);

　　int pthread_setconcurrency(int new_level);

 

例：创建优先级为50的线程。

　　pthread_attr_t attr;

　　struct sched_param param;

　　pthread_attr_init(&attr);

　　pthread_attr_setschedpolicy(&attr, SCHED_RR);

　　param.sched_priority = 50;

　　pthread_attr_setschedparam(&attr, ¶m);

　　pthread_create(&threadid, &attr, &threadfunc, NULL);

　　pthread_attr_destroy(&attr);