一.線程屬性
線程具有屬性,用pthread_attr_t表示,在對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理之前必須進(jìn)行初始化,在使用后需要對(duì)其去除初始化。我們用pthread_attr_init函數(shù)對(duì)其初始化,用pthread_attr_destroy對(duì)其去除初始化。
1.名稱:pthread_attr_init/pthread_attr_destroy
功能:對(duì)線程屬性初始化/去除初始化
頭文件:#include <pthread.h>
函數(shù)原形:int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);
int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);
參數(shù):Attr 線程屬性變量
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
調(diào)用pthread_attr_init之后,pthread_t結(jié)構(gòu)所包含的內(nèi)容就是操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)支持的線程所有屬性的默認(rèn)值。
如果要去除對(duì)pthread_attr_t結(jié)構(gòu)的初始化,可以調(diào)用pthread_attr_destroy函數(shù)。如果pthread_attr_init實(shí)現(xiàn)時(shí)為屬性對(duì)象分配了動(dòng)態(tài)內(nèi)存空間,pthread_attr_destroy還會(huì)用無效的值初始化屬性對(duì)象,因此如果經(jīng)pthread_attr_destroy去除初始化之后的pthread_attr_t結(jié)構(gòu)被pthread_create函數(shù)調(diào)用,將會(huì)導(dǎo)致其返回錯(cuò)誤。
線程屬性結(jié)構(gòu)如下:
typedef struct
{
int detachstate; 線程的分離狀態(tài)
int schedpolicy; 線程調(diào)度策略
struct sched_param schedparam; 線程的調(diào)度參數(shù)
int inheritsched; 線程的繼承性
int scope; 線程的作用域
size_t guardsize; 線程棧末尾的警戒緩沖區(qū)大小
int stackaddr_set;
void * stackaddr; 線程棧的位置
size_t stacksize; 線程棧的大小
}pthread_attr_t;
每個(gè)個(gè)屬性都對(duì)應(yīng)一些函數(shù)對(duì)其查看或修改。下面我們分別介紹。
二、線程的分離狀態(tài)
線程的分離狀態(tài)決定一個(gè)線程以什么樣的方式來終止自己。在默認(rèn)情況下線程是非分離狀態(tài)的,這種情況下,原有的線程等待創(chuàng)建的線程結(jié)束。只有當(dāng)pthread_join()函數(shù)返回時(shí),創(chuàng)建的線程才算終止,才能釋放自己占用的系統(tǒng)資源。
而分離線程不是這樣子的,它沒有被其他的線程所等待,自己運(yùn)行結(jié)束了,線程也就終止了,馬上釋放系統(tǒng)資源。程序員應(yīng)該根據(jù)自己的需要,選擇適當(dāng)?shù)姆蛛x狀態(tài)。所以如果我們?cè)趧?chuàng)建線程時(shí)就知道不需要了解線程的終止?fàn)顟B(tài),則可以pthread_attr_t結(jié)構(gòu)中的detachstate線程屬性,讓線程以分離狀態(tài)啟動(dòng)。
2.名稱:pthread_attr_getdetachstate/pthread_attr_setdetachstate
功能:獲取/修改線程的分離狀態(tài)屬性
頭文件:#include <pthread.h>
函數(shù)原形:int pthread_attr_getdetachstate(const pthread_attr_t * attr,int *detachstate);
int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr,int detachstate);
參數(shù):Attr 線程屬性變量, Detachstate 線程的分離狀態(tài)屬性
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
可以使用pthread_attr_setdetachstate函數(shù)把線程屬性detachstate設(shè)置為下面的兩個(gè)合法值之一:設(shè)置為PTHREAD_CREATE_DETACHED,以分離狀態(tài)啟動(dòng)線程;或者設(shè)置為PTHREAD_CREATE_JOINABLE,正常啟動(dòng)線程。可以使用pthread_attr_getdetachstate函數(shù)獲取當(dāng)前的datachstate線程屬性。
(1) 以分離狀態(tài)創(chuàng)建線程
#include <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、線程的繼承性
函數(shù)pthread_attr_setinheritsched和pthread_attr_getinheritsched分別用來設(shè)置和得到線程的繼承性,這兩個(gè)函數(shù)的定義如下:
3.名稱:pthread_attr_getinheritsched /pthread_attr_setinheritsched
功能:獲得/設(shè)置線程的繼承性
頭文件:#include <pthread.h>
函數(shù)原形:int pthread_attr_getinheritsched(const pthread_attr_t *attr,int *inheritsched);
int pthread_attr_setinheritsched(pthread_attr_t *attr,int inheritsched);
參數(shù):attr 線程屬性變量, inheritsched 線程的繼承性
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
這兩個(gè)函數(shù)具有兩個(gè)參數(shù),第1個(gè)是指向?qū)傩詫?duì)象的指針,第2個(gè)是繼承性或指向繼承性的指針。繼承性決定調(diào)度的參數(shù)是從創(chuàng)建的進(jìn)程中繼承還是使用在schedpolicy和schedparam屬性中顯式設(shè)置的調(diào)度信息。Pthreads不為inheritsched指定默認(rèn)值,因此如果你關(guān)心線程的調(diào)度策略和參數(shù),必須先設(shè)置該屬性。
繼承性的可能值是PTHREAD_INHERIT_SCHED(表示新現(xiàn)成將繼承創(chuàng)建線程的調(diào)度策略和參數(shù))和PTHREAD_EXPLICIT_SCHED(表示使用在schedpolicy和schedparam屬性中顯式設(shè)置的調(diào)度策略和參數(shù))。如果你需要顯式的設(shè)置一個(gè)線程的調(diào)度策略或參數(shù),那么你必須在設(shè)置之前將inheritsched屬性設(shè)置為PTHREAD_EXPLICIT_SCHED.
四、線程的調(diào)度策略
函數(shù)pthread_attr_setschedpolicy和pthread_attr_getschedpolicy分別用來設(shè)置和得到線程的調(diào)度策略。
4.名稱:pthread_attr_getschedpolicy \pthread_attr_setschedpolicy
功能:獲得/設(shè)置線程的調(diào)度策略
頭文件:#include <pthread.h>
函數(shù)原形:int pthread_attr_getschedpolicy(const pthread_attr_t *attr,int *policy);
int pthread_attr_setschedpolicy(pthread_attr_t *attr,int policy);
參數(shù):attr 線程屬性變量, policy 調(diào)度策略
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
這兩個(gè)函數(shù)具有兩個(gè)參數(shù),第1個(gè)參數(shù)是指向?qū)傩詫?duì)象的指針,第2個(gè)參數(shù)是調(diào)度策略或指向調(diào)度策略的指針。調(diào)度策略可能的值是先進(jìn)先出(SCHED_FIFO)、輪轉(zhuǎn)法(SCHED_RR),或其它(SCHED_OTHER)。
(1) SCHED_FIFO策略允許一個(gè)線程運(yùn)行直到有更高優(yōu)先級(jí)的線程準(zhǔn)備好,或者直到它自愿阻塞自己。在SCHED_FIFO調(diào)度策略下,當(dāng)有一個(gè)線程準(zhǔn)備好時(shí),除非有平等或更高優(yōu)先級(jí)的線程已經(jīng)在運(yùn)行,否則它會(huì)很快開始執(zhí)行。
(2) SCHED_RR(輪循)策略是基本相同的,不同之處在于:如果有一個(gè)SCHED_RR策略的線程執(zhí)行了超過一個(gè)固定的時(shí)期(時(shí)間片間隔)沒有阻塞,而另外的SCHED_RR或SCHBD_FIPO策略的相同優(yōu)先級(jí)的線程準(zhǔn)備好時(shí),運(yùn)行的線程將被搶占以便準(zhǔn)備好的線程可以執(zhí)行。
當(dāng)有SCHED_FIFO或SCHED_RR策賂的線程在一個(gè)條件變量上等持或等持加鎖同一個(gè)互斥量時(shí),它們將以優(yōu)先級(jí)順序被喚醒。即,如果一個(gè)低優(yōu)先級(jí)的 SCHED_FIFO線程和一個(gè)高優(yōu)先織的SCHED_FIFO線程都在等待鎖相同的互斥且,則當(dāng)互斥量被解鎖時(shí),高優(yōu)先級(jí)線程將總是被首先解除阻塞。
五、線程的調(diào)度參數(shù)
函數(shù)pthread_attr_getschedparam 和pthread_attr_setschedparam分別用來設(shè)置和得到線程的調(diào)度參數(shù)。
5.名稱:pthread_attr_getschedparam \pthread_attr_setschedparam
功能:獲得/設(shè)置線程的調(diào)度參數(shù)
頭文件:#include <pthread.h>
函數(shù)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);
參數(shù):attr 線程屬性變量, param sched_param結(jié)構(gòu)
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
這兩個(gè)函數(shù)具有兩個(gè)參數(shù),第1個(gè)參數(shù)是指向?qū)傩詫?duì)象的指針,第2個(gè)參數(shù)是sched_param結(jié)構(gòu)或指向該結(jié)構(gòu)的指針。結(jié)構(gòu)sched_param在文件/usr/include /bits/sched.h中定義如下:
struct sched_param
{
int sched_priority;
};
結(jié)構(gòu)sched_param的子成員sched_priority控制一個(gè)優(yōu)先權(quán)值,大的優(yōu)先權(quán)值對(duì)應(yīng)高的優(yōu)先權(quán)。系統(tǒng)支持的最大和最小優(yōu)先權(quán)值可以用sched_get_priority_max函數(shù)和sched_get_priority_min函數(shù)分別得到。
注意:如果不是編寫實(shí)時(shí)程序,不建議修改線程的優(yōu)先級(jí)。因?yàn)椋{(diào)度策略是一件非常復(fù)雜的事情,如果不正確使用會(huì)導(dǎo)致程序錯(cuò)誤,從而導(dǎo)致死鎖等問題。如:在多線程應(yīng)用程序中為線程設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)別,有可能因?yàn)楣蚕碣Y源而導(dǎo)致優(yōu)先級(jí)倒置。
6.名稱:sched_get_priority_max \sched_get_priority_min
功能:獲得系統(tǒng)支持的線程優(yōu)先權(quán)的最大和最小值
頭文件:#include <pthread.h>
函數(shù)原形:int sched_get_priority_max(int policy); int sched_get_priority_min(int policy);
參數(shù):policy 系統(tǒng)支持的線程優(yōu)先權(quán)的最大和最小值
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
下面是上面幾個(gè)函數(shù)的程序例子:
#include <pthread.h>
#include <sched.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); /*初始化線程屬性變量*/
pthread_attr_setinheritsched(&attr,PTHREAD_EXPLICIT_SCHED); /*設(shè)置線程繼承性*/
pthread_attr_getinheritsched(&attr,&policy); /*獲得線程的繼承性*/
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);/*設(shè)置線程調(diào)度策略*/
pthread_attr_getschedpolicy(&attr,&policy);/*取得線程的調(diào)度策略*/
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);/*獲得系統(tǒng)支持的線程優(yōu)先權(quán)的最大值*/
sched_get_priority_min(min_priority);/* 獲得系統(tǒng)支持的線程優(yōu)先權(quán)的最小值*/
printf(“Max priority:%u\n”,max_priority);
printf(“Min priority:%u\n”,min_priority);
param.sched_priority=max_priority;
pthread_attr_setschedparam(&attr,¶m);/*設(shè)置線程的調(diào)度參數(shù)*/
printf(“sched_priority:%u\n”,param.sched_priority);/*獲得線程的調(diào)度參數(shù)*/
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、線程的作用域
函數(shù)pthread_attr_setscope和pthread_attr_getscope分別用來設(shè)置和得到線程的作用域,這兩個(gè)函數(shù)的定義如下:
7.名稱:pthread_attr_setscope\pthread_attr_getscope
功能:獲得/設(shè)置線程的作用域
頭文件:#include <pthread.h>
函數(shù)原形:int pthread_attr_setscope(pthread_attr_t *attr,int scope);
int pthread_attr_getscope(const pthread_attr_t *attr,int *scope);
參數(shù):attr 線程屬性變量, scope 線程的作用域
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
這兩個(gè)函數(shù)具有兩個(gè)參數(shù),第1個(gè)是指向?qū)傩詫?duì)象的指針,第2個(gè)是作用域或指向作用域的指針,作用域控制線程是否在進(jìn)程內(nèi)或在系統(tǒng)級(jí)上競爭資源,可能的值是PTHREAD_SCOPE_PROCESS(進(jìn)程內(nèi)競爭資源),PTHREAD_SCOPE_SYSTEM.(系統(tǒng)級(jí)上競爭資源)。
七、線程堆棧的大小
函數(shù)pthread_attr_setstacksize和pthread_attr_getstacksize分別用來設(shè)置和得到線程堆棧的大小,這兩個(gè)函數(shù)的定義如下所示:
8.名稱:pthread_attr_getdetstacksize\pthread_attr_setstacksize
功能:獲得/修改線程棧的大小
頭文件:#include <pthread.h>
函數(shù)原形:int pthread_attr_getstacksize(const pthread_attr_t *restrict attr,size_t *restrict stacksize);
int pthread_attr_setstacksize(pthread_attr_t *attr ,size_t *stacksize);
參數(shù):attr 線程屬性變量,stacksize 堆棧大小
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
這兩個(gè)參數(shù)具有兩個(gè)參數(shù),第1個(gè)是指向?qū)傩詫?duì)象的指針,第2個(gè)是堆棧大小或指向堆棧大小的指針.如果希望改變棧的默認(rèn)大小,但又不想自己處理線程棧的分配問題,這時(shí)使用pthread_attr_setstacksize函數(shù)就非常有用。
八、線程堆棧的地址
函數(shù)pthread_attr_setstackaddr和pthread_attr_getstackaddr分別用來設(shè)置和得到線程堆棧的位置,這兩個(gè)函數(shù)的定義如下:
9.名稱:pthread_attr_setstackaddr\pthread_attr_getstackaddr
功能:獲得/修改線程棧的位置
頭文件:#include <pthread.h>
函數(shù)原形:int pthread_attr_getstackaddr(const pthread_attr_t *attr,void **stackaddf);
int pthread_attr_setstackaddr(pthread_attr_t *attr,void *stackaddr);
參數(shù):attr 線程屬性變量,stackaddr 堆棧地址
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
這兩個(gè)函數(shù)具有兩個(gè)參數(shù),第1個(gè)是指向?qū)傩詫?duì)象的指針,第2個(gè)是堆棧地址或指向堆棧地址的指針。
九、線程棧末尾的警戒緩沖區(qū)大小
函數(shù)pthread_attr_getguardsize和pthread_attr_setguardsize分別用來設(shè)置和得到線程棧末尾的警戒緩沖區(qū)大小,這兩個(gè)函數(shù)的定義如下:
10.名稱:pthread_attr_getguardsize/pthread_attr_setguardsize
功能:獲得/修改線程棧末尾的警戒緩沖區(qū)大小
頭文件:#include <pthread.h>
函數(shù)原形:int pthread_attr_getguardsize(const pthread_attr_t *restrict attr,size_t *restrict guardsize);
int pthread_attr_setguardsize(pthread_attr_t *attr ,size_t *guardsize);
參數(shù):
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
線程屬性guardsize控制著線程棧末尾之后以避免棧溢出的擴(kuò)展內(nèi)存大小。這個(gè)屬性默認(rèn)設(shè)置為PAGESIZE個(gè)字節(jié)。可以把guardsize線程屬性設(shè)為0,從而不允許屬性的這種特征行為發(fā)生:在這種情況下不會(huì)提供警戒緩存區(qū)。同樣地,如果對(duì)線程屬性stackaddr作了修改,系統(tǒng)就會(huì)假設(shè)我們會(huì)自己管理?xiàng)#⑹咕錀>彌_區(qū)機(jī)制無效,等同于把guardsize線程屬性設(shè)為0。