Linux下的多线程编程：原理、工具及应用（1）

03-23 1268阅读 0评论

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模拟语言封装Linux下多线程接口

线程互斥

前置知识

解释为什么会产生上述代码错误

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如何解决？加锁！

什么是互斥锁？

pthread_mutex_t

pthread_mutex_init

PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER

pthread_mutex_lock

pthread_mutex_unlock

pthread_mutex_trylock（不常用）

根据如上的互斥锁来进行操作

通过定义全局的锁

通过定义局部的锁（优雅的解决）

模拟语言封装Linux下多线程接口

如下是我们以使用C++实现简单封装：

#pragma once
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
template 
using func_t = std::function;
template 
class Thread
{
public:
    Thread(const std::string threadname,func_t func,T data)
        :_tid(0),_threadname(threadname),_isrunning(false),_func(func),_data(data)
        {}
    
    static void* ThreadRoutine(void* args)
    {
        Thread *ts=static_cast(args);
        ts->_func(ts->_data);
        return nullptr;
    }
    bool Start()
    {
        int n=pthread_create(&_tid,nullptr,ThreadRoutine,this);
        if(n==0)
        {
            _isrunning=true;
            return true;
        }
        return false;
    }
    bool Join()
    {
        if(!_isrunning) return true;
        int n=pthread_join(_tid,nullptr);
        if(n==0)
        {
            _isrunning=false;
            return true;
        }
        return false;
    }
    std::string ThreadName()
    {
        return _threadname;
    }
    bool Isrunning()
    {
        return _isrunning;
    }
private:
    pthread_t _tid;
    std::string _threadname;
    bool _isrunning;
    func_t _func;
    T _data;
};

其中成员变量存储了进程线程的ID、线程名、线程运行状态、线程运行的函数以及线程传递的变量。实现了线程的构造函数（根据线程名、传入函数以及传入变量构造），实现了开始运行的操作、等待线程的操作、判断是否运行以及返回线程名的操作。

重点说一下ThreadRoutine这个函数！他实现的是配合运行操作为pthread_create传递函数在执行完后return nullptr结束线程的操作！那他为啥要定义成如下的形式呢？

    static void* ThreadRoutine(void* args)
    {
        Thread *ts=static_cast(args);
        ts->_func(ts->_data);
        return nullptr;
    }

这是因为成员函数是默认会带有this指针的，而我们要传入pthread_create中规定了只能传入void* args变量的函数。因此我们使用static让他不具有this指针！当然，这并不是唯一的解决办法，我们也可以将他定义到类外，然后给在类内声明友元函数即可。

线程互斥

我们根据上面所封装的线程库来叙写了如下的代码：

#include "Thread.hpp"
std::string GetThreadName()
{
    static int number = 1;
    char name[64];
    snprintf(name, sizeof(name), "Thread-%d", number++);
    return name;
}
void Print(int num)
{
    while (num)
    {
        std::cout