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  • linux 多线程基础3

    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。

     

    以分离状态创建线程

    #iinclude <pthread.h>

     

    void *child_thread(void *arg)

    {

    printf(“child thread run! ”);

    }

     

    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_setinheritschedpthread_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schedpolicyschedparam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schedpolicyschedparam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_setschedpolicypthread_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)。

           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_RRSCHBD_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_FIFOSCHED_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。

     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 <pthread.h>
    
    #include <sched.h>
    
    
    static 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
    ");
        if(policy==PTHREAD_INHERIT_SCHED)
              printf("Inheritsched:PTHREAD_INHERIT_SCHED
    ");
    
        pthread_attr_setschedpolicy(&attr,SCHED_RR);
        pthread_attr_getschedpolicy(&attr,&policy);
    
        if(policy==SCHED_FIFO)
              printf("Schedpolicy:SCHED_FIFO
    ");
    
        if(policy==SCHED_RR)
              printf("Schedpolicy:SCHED_RR
    ");
    
        if(policy==SCHED_OTHER)
              printf("Schedpolicy:SCHED_OTHER
    ");

      //sched_get_priority_max(max_priority);
      //sched_get_priority_min(min_priority);
      max_priority = sched_get_priority_max(policy);
      min_priority = sched_get_priority_min(policy);

        printf("Max priority:%u
    ",max_priority);
        printf("Min priority:%u
    ",min_priority);
        param.sched_priority=max_priority;
        pthread_attr_setschedparam(&attr,&param);
        printf("sched_priority:%u
    ",param.sched_priority);
        pthread_attr_destroy(&attr);
    
    }
    
    int pth_sched()
    {
        pthread_t child_thread_id;
        pthread_create(&child_thread_id,NULL,child_thread,NULL);
        pthread_join(child_thread_id,NULL);
    }

    执行结果:

    Inheritsched:PTHREAD_EXPLICIT_SCHED
    Schedpolicy:SCHED_RR
    Max priority:99
    Min priority:1
    sched_priority:99

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