线程编程常见API简介（中）

 

一、概述

      在《线程编程常见API简介（上） 》中讲述了有关线程创建过程中常用的 API 的使用方法，本节继续讲述有关线程编程中常用 API 的使用方法。主要说明有关线程锁、线程局部变量等 API 的使用。

 

二、常用 API

 1）线程锁 API

 1.1）线程锁的初始化及销毁：pthread_mutex_init/pthread_mutex_destroy；在 acl 库中对应的 API 为：acl_pthread_mutex_init/acl_pthread_mutex_destroy。

/**
 * 初始化线程锁对象
 * @param mutex {pthread_mutex_t*} 线程锁对象
 * @param attr {const pthread_mutexattr_t*} 线程锁属性对象
 * @return {int} 返回 0 表示成功，否则表示出错
 */
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *attr);

/**
 * 销毁线程锁资源
 * @param mutex {pthread_mutex_t*} 线程锁对象，之前必须成功调用了
 *    pthread_mutex_init 初始化了线程锁对象
 * @return {int} 返回 0 表示成功，否则表示出错
 */
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

      在线程初始化 API 中有一个线程锁属性对象：pthread_mutexattr_t *attr，该对象需要调用如下函数进行初始化及销毁：

 1.2）线程锁属性对象的初始化及销毁：pthread_mutexattr_init/pthread_mutexattr_destroy。

 

/**
 * 初始化线程锁属性对象
 * @param attr {pthread_mutexattr_t*} 线程锁属性对象
 * @return {int} 返回 0 表示成功，否则表示出错
 */
int pthread_mutexattr_init(pthread_mutexattr_t *attr);

/**
 * 销毁在初始化线程锁属性对象时分配的内部资源
 * @param attr {pthread_mutexattr_t*} 线程锁属性对象
 * @return {int} 返回 0 表示成功，否则表示出错
 */
int pthread_mutexattr_destroy(pthread_mutexattr_t *attr);

 

       除了上面所列出的初始化线程锁的方法外，在LINUX下台下还有一个快速对线程锁进行初始化的方法，如下声明线程锁变量即可：

 

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

 

 1.3）线程锁加锁解锁 API：pthread_mutex_lock/pthread_mutex_unlock；在 acl 库中相应的表现形式为：acl_pthread_mutex_lock/acl_pthread_mutex_unlock。

 

/**
 * 对线程锁加锁，一直至成功加锁或出错为止
 * @param mutex {pthread_mutex_t*} 线程锁对象
 * @return {int} 返回 0 表示成功加锁，否则表示出错
 */
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

/**
 * 对加锁的线程锁解锁
 * @param mutex {pthread_mutex_t*} 线程锁对象
 * @return {int} 返回 0 表示成功解锁，否则表示出错，出错原因一般为：
 *   线程锁对象无效或当前该解锁线程并未拥有该线程锁
 */
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

 

       除了上面提到的阻塞式加锁方法，还有一个非阻塞式的加锁方法，调用 pthread_mutex_trylock API：

 

/**
 * 尝试对线程锁加锁，如果该锁未被其它线程拥有，则本加锁线程便加锁
 * 成功，否则立即返回，并返回 EBUSY 表示该线程锁正被其它线程拥有
 * @param mutex {pthread_mutex_t*} 线程锁对象
 * @return {int} 返回 0 表示成功加锁，否则返回未成功加锁原因，一般
 *    原因有：线程锁对象无效，或该锁正被其它线程加锁
 */
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);

 

       需要区分 pthread_mutex_lock 和 pthread_mutex_trylock 两种不同加锁方法，前者在成功加锁前会一直阻塞到其它线程释放锁（或出错了），后者则会立即返回，根据其返回值来检查是否成功加锁。

 2）线程锁示例

      下面以一个例子来简要说明一下上面线程锁的一些 API 的使用方法：

 

#include <pthread.h>
#include <assert.h>

/* 全局静态线程锁 */
static pthread_mutex_t __mutex;

/* 全局静态变量 */
static int __count = 0;

static void *thread_fn(void *arg)
{
	(void) arg;  /* 避免编译器警告 */

	/* 对线程锁加锁 */
	assert(pthread_mutex_lock(&__mutex) == 0);

	__count++;  /* 对全局静态变量加 1 */

	/* 对线程锁解锁 */
	assert(pthread_mutex_unlock(&__mutex) == 0);

	return NULL;
}

int main(void)
{
	int   i;
	pthread_t tids[10];

	/* 使用缺省的属性初始化线程锁 */
	assert(pthread_mutex_init(&__mutex, NULL) == 0);

	/* 创建 10 个子线程 */
	for (i = 0; i < 10; i++)
		assert(pthread_create(&tids[i], NULL, thread_fn, NULL) == 0);
  
	/* 等待所有子线程结束 */
	for (i = 0; i < 10; i++)
		assert(pthread_join(&tids[i], NULL) == 0);

	/* 判断全局静态变量最后的结果应该为 10 */
	assert(__count == 10);

	/* 销毁线程锁 */
	assert(pthread_mutex_destroy(&__mutex) == 0);
	return 0;
}

 

 3) 线程局部变量

      有关线程局部变量的含义、API以及使用示例，请参考另外两篇文章：《多线程开发时线程局部变量的使用》，《再谈线程局部变量》。

      好了，先说这些吧，下一节继续描述有关线程条件变量相关的 API 使用说明。

 

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acl 库下载：https://sourceforge.net/projects/acl/

github: https://github.com/acl-dev/acl