Linux C++多线程编程_linux c++ chan线程

1.介绍

　　相比进程，多线程是一种节俭的多任务操作方式。在Linux系统下，启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间，建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段。而运行一个进程中的多个线程，它们彼此之间使用相同的地址空间，共享大部分数据，启动一个线程所花费的空间远小于一个进程，线程间彼此切换所需的时间也远小于进程。通常一个进程的开销大约是一个线程开销的30倍左右。
　　多线程间有着方便的通信机制。对不同进程来说，它们具有独立的数据空间，要进行数据的传递只能通过通信的方式进行，费时且不方便。线程则不然，由于同一进程下的线程之间共享数据空间，所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用，快捷方便。当然，数据的共享也带来一些问题，有的变量不能同时被两个线程所修改，有的子程序中声明为static的数据可能给多线程程序带来灾难性的打击，这也是编写多线程程序时最需要注意的地方。
　　除了以上所说的优点外，多线程程序作为一种多任务、并发的工作方式，有以下的优点：
　　1) 提高应用程序响应。这对图形界面的程序尤其有意义，当一个操作耗时很长时，整个系统都会等待这个操作，程序不会响应键盘、鼠标、菜单的操作，而使用多线程，将耗时长的操作置于一个新的线程，可以避免这种尴尬。
　　2) 使多CPU系统更加有效。操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时，不同的线程运行于不同的CPU上。
　　3) 改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程，成为几个独立或半独立的运行部分，这样的程序会利于理解和修改。
　　接下来是一个简单的多线程程序（在ubuntu16.04平台上跑的）！！！！

2.简单的多线程编程

　　Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接口，称为pthread。编写Linux下的多线程程序，需要使用头文件pthread.h，连接时需要使用库libpthread.a。顺便说一下，Linux下pthread的实现是通过系统调用clone()来实现的。clone()是Linux所特有的系统调用，它的使用方式类似fork，下面是一个简单的多线程程序main.cpp：

//main.cpp
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
using namespace std;

void *thread(void *ptr)
{
    for(int i = 0;i < 3;i++) {
        sleep(1);
        cout << "This is a pthread." << endl;
    }
    return 0;
}

int main() {
    pthread_t id;  //pthread_t多线程标识符
    int ret = pthread_create(&id, NULL, thread, NULL);
    if(ret) {
        cout << "Create pthread error!" << endl;
        return 1;
    }
    for(int i = 0;i < 3;i++) {
        cout <<  "This is the main process." << endl;
        sleep(1);
    }
    pthread_join(id, NULL);   //pthread_join用来等待一个线程的结束
    return 0;
}
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下面是相应的CMakeLists文件：

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)
project(Pthread_test)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
set(THREADS_PREFER_PTHREAD_FLAG ON)
find_package(Threads REQUIRED)
add_executable(Pthread_test main.cpp)
target_link_libraries(Pthread_test Threads::Threads)
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编译运行此程序得到如下的结果：
This is the main process.
This is the main process.
This is a pthread.
This is the main process.
This is a pthread.
This is a pthread.
Process finished with exit code 0

再次编译得到如下的结果：
This is the main process.
This is a pthread.
This is the main process.
This is a pthread.
This is the main process.
This is a pthread.
Process finished with exit code 0

　　前后两次结果不一样，这是两个线程争夺CPU资源的结果。上面的示例中，我们使用到了两个函数，pthread_create和pthread_join，并声明了一个pthread_t型的变量。
pthread_t是一个线程的标识符，在头文件/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定义：

typedef unsigned long int pthread_t;
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函数pthread_create用来创建一个线程，它的原型为：

extern int pthread_create((pthread_t *  thread, const pthread_attr_t *  attr, void *(*start_routine) (void *), void *  arg));
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第一个参数为指向线程标识符的指针，第二个参数用来设置线程属性，第三个参数是线程运行函数的起始地址，最后一个参数是运行函数的参数。这里，我们的函数thread不需要参数，所以最后一个参数设为空指针。第二个参数我们也设为空指针，这样将生成默认属性的线程。当创建线程成功时，函数返回0，若不为0则说明创建线程失败，常见的错误返回代码为EAGAIN和EINVAL。前者表示系统限制创建新的线程，例如线程数目过多了；后者表示第二个参数代表的线程属性值非法。创建线程成功后，新创建的线程则运行参数三和参数四确定的函数，原来的线程则继续运行下一行代码。
函数pthread_join用来等待一个线程的结束，函数原型为：

extern int pthread_join((p
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