【Linux操作系统】Linux系统编程中线程操作，pthread_exit、pthread_join、pthread_cancel、pthread_detach......

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2024-03-24 18:59 118阅读 0赞

> 在现代计算机系统中，多线程编程已经成为一种常见的技术。多线程编程可以充分利用计算机的多核处理器，提高程序的并发性和性能。在Linux系统中，提供了一系列的线程操作函数，用于创建、管理和控制线程。本文将介绍Linux系统编程中常用的线程操作函数，包括pthread\_exit、pthread\_join、pthread\_cancel和pthread\_detach。通过学习这些函数的用法，我们可以更好地理解和掌握多线程编程的技巧，提高程序的效率和可靠性。

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#### 文章目录 ####

*   *  介绍
     *  1. pthread\_exit函数
     *  2. pthread\_join函数
     *  3. pthread\_cancel函数
     *  4. pthread\_detach函数
     *  总结

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### 介绍 ###

在Linux系统编程中，线程是一种轻量级的执行单元，与进程共享同一地址空间，可以并发地执行任务。线程操作是多线程编程中常用的一些函数，包括`pthread_exit`、`pthread_join`、`pthread_cancel`和`pthread_detach`等。本文将详细介绍这些函数的用法和特点。

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### 1. pthread\_exit函数 ###

**作用：**

`pthread_exit`函数用于线程的退出，它可以在任何地方调用，使得线程提前结束执行。

**原型：**

void pthread_exit(void *retval);

**参数和返回值：**

其中，`retval`是线程的返回值，可以是任意类型的指针。线程通过调用`pthread_exit()`函数来终止自身的执行，并将`retval`作为返回值传递给父线程或者等待该线程的线程。

**使用示例：**

#include <stdio.h>
    #include <pthread.h>
    
    void *thread_func(void *arg) {
        
        int value = *(int *)arg;
        printf("Thread value: %d\n", value);
        pthread_exit(NULL);
    }
    
    int main() {
        
        pthread_t tid;
        int value = 10;
        pthread_create(&tid, NULL, thread_func, &value);
        pthread_join(tid, NULL);
        printf("Main thread exit\n");
        return 0;
    }

在上述示例中，通过`pthread_create`函数创建一个新的线程，传递了一个整数值给线程函数`thread_func`。线程函数中打印了这个整数值，并通过`pthread_exit`函数退出线程。在主线程中，通过`pthread_join`函数等待子线程结束。

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### 2. pthread\_join函数 ###

**作用：**

`pthread_join()`函数用于等待一个线程的结束，并获取线程的返回值。它可以阻塞调用线程，直到被等待的线程结束。

**原型：**

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

**参数：**

*  thread: 要等待的线程的标识符。
 *  retval: 一个指向指针的指针，用于接收线程的返回值。

**返回值：**

*  成功时，返回0。
 *  失败时，返回错误码。

**示例：**

#include <stdio.h>
    #include <pthread.h>
    
    void *thread_func(void *arg) {
        
        int *value = (int *)arg;
        printf("Thread value: %d\n", *value);
        *value = *value * 2;
        pthread_exit(NULL);
    }
    
    int main() {
        
        pthread_t tid;
        int value = 10;
        pthread_create(&tid, NULL, thread_func, (void *)&value);
        pthread_join(tid, NULL);
        printf("Main value: %d\n", value);
        return 0;
    }

在上述示例中，主线程创建了一个新的线程，并传递了一个整数值10作为参数。新线程的线程函数`thread_func`将打印接收到的参数值，并将其乘以2后退出。主线程调用`pthread_join()`函数等待新线程的结束，并获取其返回值。最后，主线程打印接收到的参数值，并输出乘以2后的值。

**解释：**

*  主线程创建了一个新线程，并传递了一个整数值10作为参数。
 *  新线程的线程函数`thread_func`接收到参数值10，并打印出来。
 *  线程函数将参数值乘以2，并通过`pthread_exit()`函数退出。
 *  主线程调用`pthread_join()`函数等待新线程的结束。
 *  主线程获取新线程的返回值，但此处没有使用，因此传递了NULL。
 *  主线程打印接收到的参数值10，并输出乘以2后的值20。
 *  程序结束。

通过`pthread_join()`函数，主线程可以等待子线程的结束，并获取其返回值，从而实现线程间的同步和数据交换。

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### 3. pthread\_cancel函数 ###

**作用：**

`pthread_cancel()`函数用于取消一个线程的执行。它向指定的线程发送一个取消请求，但并不保证线程会立即终止。

**原型：**

int pthread_cancel(pthread_t thread);

**参数：**

*  thread: 要取消的线程的标识符。

**返回值：**

*  成功时，返回0。
 *  失败时，返回错误码。

**示例：**

#include <stdio.h>
    #include <pthread.h>
    #include <unistd.h>
    
    void *thread_func(void *arg) {
        
        int i;
        for (i = 0; i < 5; i++) {
        
            printf("Thread: %d\n", i);
            sleep(1);
        }
        pthread_exit(NULL);
    }
    
    int main() {
        
        pthread_t tid;
        pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);
        sleep(3);
        pthread_cancel(tid);
        pthread_join(tid, NULL);
        printf("Thread cancelled\n");
        return 0;
    }

在上述示例中，主线程创建了一个新的线程，新线程的线程函数`thread_func`会每隔1秒打印一个数字，总共打印5次。主线程在等待3秒后，调用`pthread_cancel()`函数取消新线程的执行。然后，主线程调用`pthread_join(`)等待新线程的结束，并打印出线程被取消的消息。

**解释：**

*  主线程创建了一个新线程，并调用`pthread_create()`函数。
 *  新线程的线程函数`thread_func`会每隔1秒打印一个数字，总共打印5次。
 *  主线程等待3秒后，调用`pthread_cancel()`函数取消新线程的执行。
 *  主线程调用`pthread_join()`函数等待新线程的结束。
 *  新线程被取消后，主线程打印出线程被取消的消息。
 *  程序结束。

通过`pthread_cancel()`函数，可以向指定的线程发送取消请求，但并不保证线程会立即终止。被取消的线程需要在适当的地方检查取消请求，并根据需要进行清理操作。

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### 4. pthread\_detach函数 ###

**作用：**

`pthread_detach()`函数用于将一个线程设置为分离状态，使其在终止时自动释放资源，无需其他线程调用`pthread_join()`函数来等待其结束。

**原型：**

int pthread_detach(pthread_t thread);

**参数：**

*  thread: 要设置为分离状态的线程的标识符。

**返回值：**

*  成功时，返回0。
 *  失败时，返回错误码。

**示例：**

#include <stdio.h>
    #include <pthread.h>
    #include <unistd.h>
    
    void *thread_func(void *arg) {
        
        printf("Thread started\n");
        sleep(2);
        printf("Thread finished\n");
        pthread_exit(NULL);
    }
    
    int main() {
        
        pthread_t tid;
        pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);
        pthread_detach(tid);
        sleep(3);
        printf("Main thread finished\n");
        return 0;
    }

在上述示例中，主线程创建了一个新的线程，并调用`pthread_create()`函数。新线程的线程函数`thread_func`会在开始时打印一条消息，然后睡眠2秒后再打印一条消息。主线程在创建新线程后，调用`pthread_detach()`函数将其设置为分离状态。然后，主线程睡眠3秒后打印一条消息，并结束。

**解释：**

*  主线程创建了一个新线程，并调用`pthread_create()`函数。
 *  新线程的线程函数`thread_func`在开始时打印一条消息。
 *  主线程调用`pthread_detach()`函数将新线程设置为分离状态。
 *  新线程睡眠2秒后打印一条消息。
 *  主线程睡眠3秒后打印一条消息。
 *  程序结束。

通过`pthread_detach()`函数，可以将一个线程设置为分离状态，使其在终止时自动释放资源，无需其他线程调用`pthread_join()`函数来等待其结束。这对于不需要等待线程结束的情况非常有用。

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### 总结 ###

本文介绍了Linux系统编程中的线程操作函数，包括`pthread_exit`、`pthread_join`、`pthread_cancel`和`pthread_detach`。这些函数提供了对线程的控制和管理，能够实现线程的退出、等待、取消和分离等功能。熟练掌握这些函数的用法，对于多线程编程非常重要。

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