详解Linux多线程编程（不限Linux）

详解Linux多线程编程

Linux是一种非常流行的操作系统，因其良好的多线程支持而在并发编程场景中应用广泛。本篇文章将详细讲解如何在Linux环境下进行多线程编程。

基础知识

在Linux环境下，线程使用pthread库进行创建和控制。该库包含以下头文件：

#include <pthread.h>

线程的创建方法如下：

int pthread_create(pthread_t* thread, const pthread_attr_t* attr,
                   void* (*start_routine)(void*), void* arg);

其中，第一个参数指向pthread_t类型的指针，表示新创建的线程的唯一标识符。第二个参数可以指定线程的属性，如果使用默认属性可以传入NULL。第三个参数指向一个函数指针，表示新线程启动时要执行的函数。最后一个参数是传递给函数的参数。

线程的销毁方法如下：

int pthread_cancel(pthread_t thread);

其中，参数指定要终止的线程的标识符。

示例1：创建和销毁线程

下面是一个简单的多线程示例，该示例创建了一个新线程，并在新线程中循环输出“Hello, World!”，主线程则循环输出“Main Thread”。

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>

void* thread_func(void* arg) {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("Hello, World!\n");
    }
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t tid;
    if (pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL) != 0) {
        printf("Failed to create thread!\n");
        return -1;
    }
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("Main Thread\n");
    }
    if (pthread_cancel(tid) != 0) {
        printf("Failed to cancel thread!\n");
        return -1;
    }
    return 0;
}

该示例中，新线程中的函数使用了一个for循环来输出“Hello, World!”，主线程则也使用了一个for循环来输出“Main Thread”。最后，主线程调用pthread_cancel函数终止新线程的执行。

示例2：线程间的同步

多线程编程中存在线程间竞争的问题，需要使用同步机制来避免。Linux环境中提供了多种同步机制，本例以互斥锁为例说明。

互斥锁用于保护多个线程对共享资源的访问，它必须被锁定和解锁操作包围。下面是一个使用互斥锁的示例。

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>

pthread_mutex_t count_mutex;
int count = 0;

void* thread_func(void* arg) {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_mutex_lock(&count_mutex);
        count++;
        printf("Thread %d, count = %d\n", *(int*)arg, count);
        pthread_mutex_unlock(&count_mutex);
    }
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_mutex_init(&count_mutex, NULL);
    pthread_t tid1, tid2;
    int arg1 = 1, arg2 = 2;
    if (pthread_create(&tid1, NULL, thread_func, &arg1) != 0) {
        printf("Failed to create thread 1!\n");
        return -1;
    }
    if (pthread_create(&tid2, NULL, thread_func, &arg2) != 0) {
        printf("Failed to create thread 2!\n");
        return -1;
    }
    if (pthread_join(tid1, NULL) != 0) {
        printf("Failed to join thread 1!\n");
        return -1;
    }
    if (pthread_join(tid2, NULL) != 0) {
        printf("Failed to join thread 2!\n");
        return -1;
    }
    pthread_mutex_destroy(&count_mutex);
    return 0;
}

该示例中，两个线程分别对count变量进行累加，使用互斥锁保护了共享资源的访问。主线程使用pthread_join函数等待两个线程的执行结束，最后销毁了互斥锁。

总结

本篇文章介绍了Linux环境下多线程编程的基础知识和示例，内容包括线程的创建和销毁、线程间的同步机制等。希望可以帮助读者顺利进行多线程编程。