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Linux之线程管理

news 来源：原创 2024/5/19 4:26:56

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第1关：创建线程

任务描述

相关知识

使用pthread_create函数创建线程

编程要求

答案：

第2关：线程挂起

任务描述

相关知识

使用pthread_join挂起线程

编程要求

答案：

第3关：线程终止

任务描述

相关知识

使用pthread_exit退出线程

使用pthread_cancel退出线程

编程要求

答案：

第1关：创建线程

任务描述

通常我们编写的程序都是单进程，如果在一个进程中没有创建新的线程，则这个单进程程序也就是单线程程序。本关我们将介绍如何在一个进程中创建多个线程。

本关任务：学会使用C语言在Linux系统中使用pthread_create库函数创建一个新的线程。

相关知识

通常我们编写的程序都是单线程程序，单线程的程序都是按照一定的顺序按序的执行。有些情况下，我们需要在一个进程中同时执行多个控制流程，这时候线程就派上了用场。例如，我们需要实现一个在线音乐播放器，一方面我们在线播放用户选中的音乐，另一方面又需要同时下载曲子，这些任务需要同时被执行，而不是按序一个一个的执行，这样才会使得用户一边播放音乐，一边下载自己喜欢的曲子。针对以上需求，我们可以用多线程实现，一个线程专门在线播放用户选中的音乐，另外一个线程专门用户下载曲子。

通常，一个进程只包含一个线程，我们把这个线程叫做主线程，例如main函数就是一个主线程。如果在主线程里创建多个线程，那么程序就会在创建线程的地方产生分支，变成了多个程序来同时运行。这似乎和我们以前学习的多进程一样，其实背后的原理还是有所区别。

在多进程中，子进程是通过拷贝父进程的地址空间来实现，而在多线程中，同一进程中的所有线程都是共享程序代码，一段代码可以被多个线程来执行。

在Linux系统中，我们可以通过pthread_create函数来创建线程。我们可以使用man命令来查询该函数的使用方法。具体的查询命令为：man 3 pthread_create

使用pthread_create函数创建线程

pthread_create函数的具体的说明如下：

需要的头文件如下：
#include <pthread.h>
函数格式如下：
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);
thread：该参数是一个指针，当线程创建成功后，用来返回创建的线程ID；
attr：该参数用于指定线程的属性，NULL表示使用默认属性，通常我们使用默认属性；
start_routine：该参数为一个函数指针，指向线程创建后要调用的函数，也被称为线程函数；
arg：该参数指向传递给线程函数的参数；
函数返回值说明：调用成功，pthread_create返回值为0；调用失败返回一个非零的值。

注意：

pthread_create一旦调用成功，新创建的线程将开始运行第3个参数所指向的函数，原来的线程继续往下运行。由于线程是第三库所提供的，因此在编译包含线程的程序时，我们需要手动链接线程库，只需在编译命令加上-lpthread参数即可。

案例演示1:

编写一个程序，使用pthread_create函数创建一个线程，在新创建的线程中打印一个字符串，在主线程中也打印一个字符串。详细代码如下所示：
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void *printString(void *arg)
{printf("This is My first thread\n");return NULL;
}
int main()
{pthread_t thread;int ret = pthread_create(&thread, NULL, printString, NULL);if(ret != 0){printf("创建线程失败\n");return -1;}sleep(1);printf("This is main thread\n");return 0;
}
将以上代码保存为createThread.c文件，编译执行。可以看到新创建的线程被调用成功。

案例演示2:

编写一个程序，使用pthread_create函数创建两个线程，并在每个线程中接受主线程传来的字符串，并将其打印出来。详细代码如下所示：
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void *printString(void *arg)
{printf("print String: %s\n", (char *)arg);return NULL;
}
int main()
{pthread_t thread1, thread2;int ret = pthread_create(&thread1, NULL, printString, "This is first thread");if(ret != 0){printf("创建线程失败\n");return -1;}ret = pthread_create(&thread2, NULL, printString, "This is second thread");if(ret != 0){printf("创建线程失败\n");return -1;}sleep(1);printf("This is main thread\n");return 0;
}
将以上代码保存为printThread.c文件，编译执行。可以看到新创建的按照主线程传递的参数，将指定的字符串打印出来。

注意：编译程序的时候需要手动加上线程库-lpthread。否则，编译时会出错。

编程要求

本关的编程任务是补全右侧代码片段中Begin至End中间的代码，具体要求如下：

补全createThread函数，使用pthread_create函数创建线程，并将start_routine作为线程处理函数，arg作为线程处理函数的参数，同时将创建成功的线程ID作为createThread函数的返回值。

答案：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>/************************* 参数start_routine: 函数指针，用于指向线程函数* 参数arg: 是线程函数的参数* 返回值: 返回线程ID
*************************/
pthread_t createThread(void *(*start_routine) (void *), void *arg)
{pthread_t thread;/********** BEGIN **********/int res = pthread_create(&thread, NULL, start_routine, arg);if (res != 0){return 0;}/********** END **********/return thread;
}

第2关：线程挂起

任务描述

在学习多进程编程的时候，我们学习了如何等待一个进程结束，那么在多线程中也存在同样的操作，如何使得一个线程挂起等待其他的线程先执行。本关我们将介绍如何挂起一个线程，并等待指定线程。

本关任务：学会使用C语言在Linux系统中使用pthread_join库函数挂起当前线程，并等待指定的线程。

相关知识

通过上一管卡的学习，我们学会了如何创建一个线程。在上一关中我们遗留了一个未解决的问题，不知道细心的你发现没，那就是我们在案例演示中使用了sleep函数给主线程睡眠了1秒，如果主线程先退出，那么新创建的线程会发生什么？正确答案是，如果主线程先退出，那么还未执行完成的其他所有线程将被终止。因此，保证主线程最后一个退出是非常重要的。

接下来，我们用实例验证如果主线程先退出，那么其他的线程会不会受到影响，将上一关中的案例一修改成如下：
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void *printString(void *arg)
{sleep(1);printf("This is My first thread\n");return NULL;
}
int main()
{pthread_t thread;int ret = pthread_create(&thread, NULL, printString, NULL);if(ret != 0){printf("创建线程失败\n");return -1;}printf("This is main thread\n");return 0;
}
编译执行。可以看到当主线程退出后，新创建的线程是不会继续执行的。

在Linux系统中提供了挂起当前线程，用来等待一个指定线程结束的库函数pthread_join。这个函数相当于进程等待函数waitpid，他可以挂起当前线程，并一直等待指定线程，直到指定线程退出后，该函数才会返回继续执行。

在Linux系统中，我们可以通过pthread_join函数来挂起线程。我们可以使用man命令来查询该函数的使用方法。具体的查询命令为：man 3 pthread_join

使用pthread_join挂起线程

pthread_join函数的具体的说明如下：

需要的头文件如下：
#include <pthread.h>
函数格式如下：
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
参数说明：
thread：该参数是一个线程ID，用于指定要等待其终止的线程；
retval：该参数用于存放等待线程的返回值，如果不关注线程的退出值，则可以设置为NULL；
函数返回值说明：调用成功，pthread_join返回值为0；调用失败返回一个非零的值。

注意：

由于线程是第三库所提供的，因此在编译包含线程操作的程序时，我们需要手动链接线程库，只需在编译命令加上-lpthread参数即可。

案例演示1:

编写一个程序，使用pthread_join函数挂起当前线程，等待新创建的线程先执行。详细代码如下所示：
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void *printString(void *arg)
{sleep(1);printf("This is My first thread\n");return NULL;
}
int main()
{pthread_t thread;int ret = pthread_create(&thread, NULL, printString, NULL);if(ret != 0){printf("创建线程失败\n");return -1;}if(pthread_join(thread, NULL) != 0){printf("等待线程失败\n");return -1;}printf("This is main thread\n");return 0;
}
将以上代码保存为joinThread.c文件，编译执行。可以看到尽管新创建的线程睡眠了1秒，然后还是被正常的运行完。 注意：编译程序的时候需要手动加上线程库-lpthread。否则，编译时会出错。

编程要求

本关的编程任务是补全右侧代码片段中Begin至End中间的代码，具体要求如下：

补全waitThread函数，使用pthread_join函数挂起当前线程，等待指定线程结束，thread为要等待的线程ID号，waitThread函数等待线程成功返回0，失败返回-1。

答案：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>/************************* 参数thread: 需要等待结束的线程ID号* 返回值: 等待成功返回0，失败返回-1* 提示: 忽略线程返回值
*************************/
int waitThread(pthread_t thread)
{int ret = -1;/********** BEGIN **********/ret = pthread_join(thread, NULL);/********** END **********/return ret;
}

第3关：线程终止

任务描述

在学习多进程编程的时候，我们知道进程的退出有很多中方式，常见的有exit函数，而线程的退出也有多种方法。本关我们将介绍如何终止一个线程的执行。

本关任务：学会使用C语言在Linux系统中终止一个线程。

相关知识

Linux下有三种方式可以是一个线程终止，分别是：(1)通过return从线程函数返回；(2)通过调用pthread_exit使得一个线程退出；(3)通过调用pthread_cancel终止一个线程；

有两种特殊情况要注意：第一种情况就是，在主线程中，如果从main函数返回或者是调用exit函数来终止主线程的执行，则整个进程将终止执行，此时进程中的所有线程也将被终止执行，因此，在主线程中不能过早的退出，这就是我们上一关中所介绍的为什么要使用pthread_join函数来挂起主线程的原因。另一种情况就是，如果在主线程中调用pthread_exit函数终止主线程的执行，则仅仅是主线程消亡，进程是不会被终止的，因此进程内的其他线程也不会被终止，直到所有线程执行结束，进程才会被终止。

在上一关中，我们学习了pthread_join函数等待一个线程的结束，并获取线程退出值，那么线程以不同的方法终止，通过pthread_join得到的退出值也是不同的，总结如下：
如果线程通过调用return返回，则pthread_join所得到的退出值就是线程函数的return的值；
如果线程是通过调用pthread_cancel异常终止，则pthread_join所得到的退出值是PTHREAD_CANCELED；
如果线程是通过调用pthread_exit异常终止，则pthread_join所得到的退出值就是pthread_exit函数的参数值；
我们可以使用man命令来查询这些函数的使用方法。具体的查询命令为：man 3 函数名

使用pthread_exit退出线程

pthread_exit函数的具体的说明如下：

需要的头文件如下：
#include <pthread.h>
函数格式如下：
void pthread_exit(void *retval);
参数说明：
retval：线程的返回值；
函数返回值说明：无返回值。

注意：

由于线程是第三库所提供的，因此在编译包含线程操作的程序时，我们需要手动链接线程库，只需在编译命令加上-lpthread参数即可。

案例演示1:

编写一个程序，使用pthread_exit函数退出线程，并使用pthread_join函数获取线程的退出值。详细代码如下所示：
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void *printString(void *arg)
{sleep(1);printf("This is My first thread\n");pthread_exit("thread finished");
}
int main()
{pthread_t thread;int ret = pthread_create(&thread, NULL, printString, NULL);if(ret != 0){printf("创建线程失败\n");return -1;}void *status = NULL;if(pthread_join(thread, &status) != 0){printf("等待线程失败\n");return -1;}printf("first thread exit(%s)\n", (char *)status);printf("This is main thread\n");return 0;
}
将以上代码保存为exitThread.c文件，编译执行。可以看到新创建的线程退出的代码为："thread finished"，并且在主线程中使用pthread_join函数成功的获取到退出代码。 注意：编译程序的时候需要手动加上线程库-lpthread。否则，编译时会出错。

使用pthread_cancel退出线程

pthread_cancel函数的具体的说明如下：

需要的头文件如下：
#include <pthread.h>
函数格式如下：
int pthread_cancel(pthread_t thread);
参数说明：
thread：需要被取消运行的线程ID；
函数返回值说明：调用成功，返回0，调用失败，返回一个非零值。

注意：

由于线程是第三库所提供的，因此在编译包含线程操作的程序时，我们需要手动链接线程库，只需在编译命令加上-lpthread参数即可。

案例演示1:

编写一个程序，使用pthread_cancel函数退出线程，并使用pthread_join函数获取线程的退出值。详细代码如下所示：
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void *printString(void *arg)
{while(1){printf("This is My first thread\n");sleep(1);}
}
int main()
{pthread_t thread;int ret = pthread_create(&thread, NULL, printString, NULL);if(ret != 0){printf("创建线程失败\n");return -1;}sleep(2);ret = pthread_cancel(thread);if(ret != 0){printf("cancel thread(%lu) failure\n", thread);return -1;}void *status = NULL;if(pthread_join(thread, &status) != 0){printf("等待线程失败\n");return -1;}printf("first thread exit(%d)\n", (int)status);printf("This is main thread\n");return 0;
}
将以上代码保存为cancelThread.c文件，编译执行。可以看到新创建的线程被主线程使用pthread_cancel函数强制取消执行，并且退出的代码为：-1，也就是PTHREAD_CANCELED在Linux系统中的定义为-1。

注意：

编译程序的时候需要手动加上线程库-lpthread。否则，编译时会出错。

编程要求

本关的编程任务是补全右侧代码片段中Begin至End中间的代码，具体要求如下：

补全cancelThread函数，使用pthread_cancel函数终止指定的线程，thread为线程要被取消的线程ID号，调用成功返回0，否则返回-1。

答案：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>/************************* 参数thread: 需要等待结束的线程ID号* 返回值: 等待成功返回0，失败返回-1* 提示: 忽略线程返回值
*************************/
int cancelThread(pthread_t thread)
{int ret = -1;/********** BEGIN **********/ret = pthread_cancel(thread);/********** END **********/return ret;
}

Linux之线程管理

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第十七章数据管理和组织变革管理

17.2 变革法则 1）组织不变革，人就变。 2）人们不会抗拒变革，但抵制被改变。 3）事情之所以存在是惯性所致。 4）除非有人推动变革，否则很可能止步不前。 5）如果不考虑人的因素&#xf…...

编程日记 2024/4/27 0:58:34

基于harris角点和RANSAC算法的图像拼接matlab仿真

目录 1.算法运行效果图预览 2.算法运行软件版本 3.部分核心程序 4.算法理论概述 5.算法完整程序工程 1.算法运行效果图预览 2.算法运行软件版本 MATLAB2022a 3.部分核心程序 ....................................................................... I1_harris fu…...

编程日记 2024/5/19 7:11:44

C++感受6-Hello World 交互版

变量、常量输入、输出、流getline() 函数读入整行输入Hello() 函数复习新定义函数 Input() 实现友好的人机交互还有 “痘痘” 为什么挤不到的分析…… 1. DRY 原则简介上一节课，我们写了两版“问候”程序。第一版的最大问题是重复的内容比较多，每一次问…...

编程日记 2024/4/27 0:54:29

1.安装 C库 libzmq sudo apt install libzmq3-dev 实例: https://zeromq.org/get-started/?languagec&librarylibzmq# 编译依赖: pkg-config --cflags --libs libzmq or cat /usr/lib/x86_64-linux-gnu/pkgconfig/libzmq.pc -isystem /usr/include/mit-krb5 -I/usr/in…...

编程日记 2024/5/19 10:33:05

计算机视觉 CV 八股分享 [自用]（更新中......）

目录一、深度学习中解决过拟合方法二、深度学习中解决欠拟合方法三、梯度消失和梯度爆炸解决梯度消失的方法解决梯度爆炸的方法四、神经网络权重初始化方法五、梯度下降法六、BatchNorm 七、归一化方法八、卷积九、池化十、激活函数十一、预训练十二…...

编程日记 2024/4/27 0:50:22

【MHA】MySQL高可用MHA源码1-主库故障监控

1 阅读之前的准备工作 1 一个IDE工具 ，博主自己尝试了vscode安装perl的插件，但是函数、变量、模块等都不能跳转，阅读起来不是很方便。后来尝试使用了pycharm安装perl插件，阅读支持跳转，自己也能写一些简单的测试样例…...

编程日记 2024/5/19 19:24:36

如何一键清除文件目录下所有的node_modules

如何一键清除文件目录下所有的node_modules 快速删除目录下的node_modules，下面附上windows和mac的脚本指令 windows脚本 FOR /d /r . %d in (node_modules) DO IF EXIST "%d" rm -rf "%d"mac脚本 find . -name "node_modules" -…...

编程日记 2024/4/27 0:46:17

【产品经理修炼之道】- 导航架构设计

目录一、导航是什么二、导航的作用三、导航的分类四、导航菜单的广度与深度五、导航的颜色六、导航的形态七、导航的研究八、导航的设计九、导航改版案例分享总结每个网页的设计都需要包括导航，那么导航架构该如何设计？作者结合之前…...

编程日记 2024/5/18 17:16:33

本地部署和运行大型语言模型（Large Language Models, LLMs）的工具Ollama

文章目录本地部署和运行大型语言模型（Large Language Models, LLMs）的工具Ollama背景什么是Ollama主要功能优势使用场景Ollama LangChain 实现本地运行Llama 3 本地部署和运行大型语言模型（Large Language Models, LLMs）的工具…...

编程日记 2024/5/19 8:19:36

Python-100-Days: Day01

Day01 Python简介 1.1989年Guido von Rossum在圣诞节之夜开始着手python语言编译器的编写。 2.1991年2月 Python v1 编译器诞生，使用C实现的，此时可以调用C的库函数。 3.1994年1月，Python v1.0 正式版发布。 4.2000年10月16日&#xff0…...

编程日记 2024/5/18 7:53:08

g 对象：Flask 应用中的“临时口袋”

文章目录 g对象的理解Flask 中的 g 对象g 对象的特点:使用 g 对象: 示例 g对象的理解想象一下，你在逛超市。你需要一个购物篮来装你挑选的商品。这个购物篮就像 Flask 应用中的 g 对象，它是一个临时存放东西的地方，方便你在购物过程中随时取…...

编程日记 2024/5/19 10:45:22

start.spring.io不支持java8，idea使用阿里云又报错

做项目的时候，我们可以发现，访问https://start.spring.io/ 创建脚手架项目的时候，最低是java 17了但是对于很多项目来说，还是在用java8，这该怎么办呢？ 值得庆幸的是，阿里云也同样有相同功能的…...

编程日记 2024/5/18 20:51:03

第十六节：图（20节）

一图的概念 1）由点的集合和边的集合构成 2）虽然存在有向图和无向图的概念，但实际上都可以用有向图来表达 3）边上可能带有权值二图结构的表达 1）邻接表法 2）邻接矩阵法 3）除此之外还有其他众多…...

编程日记 2024/5/17 15:59:23

vue+vant项目0-1快速发布到--钉钉应用

uniapp开发笔记----vue开发项目配置钉钉应用一、 vuevant开发项目1. 自定义vuevant项目或者已经有的旧项目1. 自定义vuevant项目1. 创建vue项目2. 安装依赖3. 引入所有组件4. 使用一个组件/效果和代码如下： 2. git官网仓库，直接拉默认dome代码3. 打包项…...

编程日记 2024/5/18 1:21:43

（四十二）第 6 章树和二叉树（树的二叉链表(孩子－兄弟)存储）

1. 背景说明 2. 示例代码 1) errorRecord.h // 记录错误宏定义头文件#ifndef ERROR_RECORD_H #define ERROR_RECORD_H#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdint.h>// 从文件路径中提取文件名 #define FILE_NAME(X) strrchr(X, \\) ? strrch…...

编程日记 2024/5/17 8:17:34

在js中table表格中进行渲染轮播图

效果图：示例： <!DOCTYPE html> <html> <head><meta charset"utf-8"><title></title><script src"js/jquery-3.6.3.js"></script><style>/* 轮播图 */.basko {width: 100%;h…...

编程日记 2024/5/17 0:41:02

Spring MVC(三) 参数传递

1 Controller到View的参数传递在Spring MVC中，把值从Controller传递到View共有5中操作方法，分别是。使用HttpServletRequest或HttpSession。使用ModelAndView。使用Map集合使用Model使用ModelMap 使用HttpServletRequest或HttpSession传值使用HttpSe…...

编程日记 2024/5/19 8:35:09

安防监控视频平台智能边缘分析一体机视频存储系统客流统计检测算法

智能边缘分析一体机的客流统计检测算法是一种基于人工智能与边缘计算技术的解决方案，专门设计用来实时、准确地统计通过特定区域的人流量。这项技术广泛应用于零售、交通、场馆管理、智慧城市等领域，以帮助管理者更好地理解顾客行为、优化资源配置、提升…...

编程日记 2024/5/19 17:44:34

.NET使用Microsoft.IdentityModel.Tokens对SAML2.0登录断言校验

如题。使用SAML单点登录对IDP返回的Response断言使用微软提供的Microsoft.IdentityModel.Tokens对断言（Assertion）进行校验。首先需要安装Muget包，Microsoft.IdentityModel.Tokens和Microsoft.IdentityModel.Tokens.Saml。简易示例代码如…...

编程日记 2024/5/19 7:58:37