线程属性--十分重要的概念

摘要:
调用pthread_attr_init之后,pthread_t结构所包含的内容就是操作系统实现支持的线程所有属性的默认值。在默认情况下线程是非分离状态的,这种情况下,原有的线程等待创建的线程结束。可以使用pthread_attr_setdetachstate函数把线程属性detachstate设置为下面的两个合法值之一:设置为PTHREAD_CREATE_DETACHED,以分离状态启动线程;或者设置为PTHREAD_CREATE_JOINABLE,正常启动线程。

http://blog.chinaunix.net/uid-23193900-id-3346199.html

一.线程属性

线程具有属性,用pthread_attr_t表示,在对该结构进行处理之前必须进行初始化,在使用后需要对其去除初始化。我们用pthread_attr_init函数对其初始化,用pthread_attr_destroy对其去除初始化。

名称::

pthread_attr_init/pthread_attr_destroy

功能:

对线程属性初始化/去除初始化

头文件:

#include

函数原形:

int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);

int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);

参数:

Attr线程属性变量

返回值:

若成功返回0,若失败返回-1。

调用pthread_attr_init之后,pthread_t结构所包含的内容就是操作系统实现支持的线程所有属性的默认值。

如果要去除对pthread_attr_t结构的初始化,可以调用pthread_attr_destroy函数。如果pthread_attr_init实现时为属性对象分配了动态内存空间,pthread_attr_destroy还会用无效的值初始化属性对象,因此如果经pthread_attr_destroy去除初始化之后的pthread_attr_t结构被pthread_create函数调用,将会导致其返回错误。

线程属性结构如下:

typedef struct

{

intdetachstate;线程的分离状态

intschedpolicy;线程调度策略

struct sched_paramschedparam;线程的调度参数

intinheritsched;线程的继承性

intscope;线程的作用域

size_tguardsize;线程栈末尾的警戒缓冲区大小

intstackaddr_set;

void *stackaddr;线程栈的位置

size_tstacksize;线程栈的大小

}pthread_attr_t;

每个个属性都对应一些函数对其查看或修改。下面我们分别介绍。

二、线程的分离状态

线程的分离状态决定一个线程以什么样的方式来终止自己。在默认情况下线程是非分离状态的,这种情况下,原有的线程等待创建的线程结束。只有当pthread_join()函数返回时,创建的线程才算终止,才能释放自己占用的系统资源。

而分离线程不是这样子的,它没有被其他的线程所等待,自己运行结束了,线程也就终止了,马上释放系统资源。程序员应该根据自己的需要,选择适当的分离状态。所以如果我们在创建线程时就知道不需要了解线程的终止状态,则可以pthread_attr_t结构中的detachstate线程属性,让线程以分离状态启动。

名称::

pthread_attr_getdetachstate/pthread_attr_setdetachstate

功能:

获取/修改线程的分离状态属性

头文件:

#include

函数原形:

int pthread_attr_getdetachstate(const pthread_attr_t * attr,int *detachstate);

int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr,int detachstate);

参数:

Attr线程属性变量

Detachstate线程的分离状态属性

返回值:

若成功返回0,若失败返回-1。

可以使用pthread_attr_setdetachstate函数把线程属性detachstate设置为下面的两个合法值之一:设置为PTHREAD_CREATE_DETACHED,以分离状态启动线程;或者设置为PTHREAD_CREATE_JOINABLE,正常启动线程。可以使用pthread_attr_getdetachstate函数获取当前的datachstate线程属性。

以分离状态创建线程

#iinclude

void *child_thread(void *arg)

{

printf(“child thread run! ”);

}

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、线程的继承性

函数pthread_attr_setinheritsched和pthread_attr_getinheritsched分别用来设置和得到线程的继承性,这两个函数的定义如下:

名称::

pthread_attr_getinheritsched

pthread_attr_setinheritsched

功能:

获得/设置线程的继承性

头文件:

#include

函数原形:

int pthread_attr_getinheritsched(const pthread_attr_t *attr,int *inheritsched);

int pthread_attr_setinheritsched(pthread_attr_t *attr,int inheritsched);

参数:

attr线程属性变量

inheritsched线程的继承性

返回值:

若成功返回0,若失败返回-1。

这两个函数具有两个参数,第1个是指向属性对象的指针,第2个是继承性或指向继承性的指针。继承性决定调度的参数是从创建的进程中继承还是使用在schedpolicy和schedparam属性中显式设置的调度信息。Pthreads不为inheritsched指定默认值,因此如果你关心线程的调度策略和参数,必须先设置该属性。

继承性的可能值是PTHREAD_INHERIT_SCHED(表示新现成将继承创建线程的调度策略和参数)和PTHREAD_EXPLICIT_SCHED(表示使用在schedpolicy和schedparam属性中显式设置的调度策略和参数)。

如果你需要显式的设置一个线程的调度策略或参数,那么你必须在设置之前将inheritsched属性设置为PTHREAD_EXPLICIT_SCHED.

下面我来讲进程的调度策略和调度参数。我会结合下面的函数给出本函数的程序例子。

四、线程的调度策略

函数pthread_attr_setschedpolicy和pthread_attr_getschedpolicy分别用来设置和得到线程的调度策略。

名称::

pthread_attr_getschedpolicy

pthread_attr_setschedpolicy

功能:

获得/设置线程的调度策略

头文件:

#include

函数原形:

int pthread_attr_getschedpolicy(const pthread_attr_t *attr,int *policy);

int pthread_attr_setschedpolicy(pthread_attr_t *attr,int policy);

参数:

attr线程属性变量

policy调度策略

返回值:

若成功返回0,若失败返回-1。

这两个函数具有两个参数,第1个参数是指向属性对象的指针,第2个参数是调度策略或指向调度策略的指针。调度策略可能的值是先进先出(SCHED_FIFO)、轮转法(SCHED_RR),或其它(SCHED_OTHER)。

SCHED_FIFO策略允许一个线程运行直到有更高优先级的线程准备好,或者直到它自愿阻塞自己。在SCHED_FIFO调度策略下,当有一个线程准备好时,除非有平等或更高优先级的线程已经在运行,否则它会很快开始执行。

SCHED_RR(轮循)策略是基本相同的,不同之处在于:如果有一个SCHED_RR

策略的线程执行了超过一个固定的时期(时间片间隔)没有阻塞,而另外的SCHED_RR或SCHBD_FIPO策略的相同优先级的线程准备好时,运行的线程将被抢占以便准备好的线程可以执行。

当有SCHED_FIFO或SCHED_RR策赂的线程在一个条件变量上等持或等持加锁同一个互斥量时,它们将以优先级顺序被唤醒。即,如果一个低优先级的SCHED_FIFO线程和一个高优先织的SCHED_FIFO线程都在等待锁相同的互斥且,则当互斥量被解锁时,高优先级线程将总是被首先解除阻塞。

五、线程的调度参数

函数pthread_attr_getschedparam和pthread_attr_setschedparam分别用来设置和得到线程的调度参数。

名称::

pthread_attr_getschedparam

pthread_attr_setschedparam

功能:

获得/设置线程的调度参数

头文件:

#include

函数原形:

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);

参数:

attr线程属性变量

paramsched_param结构

返回值:

若成功返回0,若失败返回-1。

这两个函数具有两个参数,第1个参数是指向属性对象的指针,第2个参数是sched_param结构或指向该结构的指针。结构sched_param在文件/usr/include /bits/sched.h中定义如下:

struct sched_param

{

int sched_priority;

};

结构sched_param的子成员sched_priority控制一个优先权值,大的优先权值对应高的优先权。系统支持的最大和最小优先权值可以用sched_get_priority_max函数和sched_get_priority_min函数分别得到。

注意:如果不是编写实时程序,不建议修改线程的优先级。因为,调度策略是一件非常复杂的事情,如果不正确使用会导致程序错误,从而导致死锁等问题。如:在多线程应用程序中为线程设置不同的优先级别,有可能因为共享资源而导致优先级倒置。

名称::

sched_get_priority_max

sched_get_priority_min

功能:

获得系统支持的线程优先权的最大和最小值

头文件:

#include

函数原形:

int sched_get_priority_max(int policy);

int sched_get_priority_min(int policy);

参数:

policy系统支持的线程优先权的最大和最小值

返回值:

若成功返回0,若失败返回-1。

下面是上面几个函数的程序例子:

#include

#include

void *child_thread(void *arg)

{

int policy;

int max_priority,min_priority;

struct sched_param param;

pthread_attr_t attr;

pthread_attr_init(&attr); /*初始化线程属性变量*/

pthread_attr_setinheritsched(&attr,PTHREAD_EXPLICIT_SCHED); /*设置线程继承性*/

pthread_attr_getinheritsched(&attr,&policy); /*获得线程的继承性*/

if(policy==PTHREAD_EXPLICIT_SCHED)

printf(“Inheritsched:PTHREAD_EXPLICIT_SCHED ”);

if(policy==PTHREAD_INHERIT_SCHED)

printf(“Inheritsched:PTHREAD_INHERIT_SCHED ”);

pthread_attr_setschedpolicy(&attr,SCHED_RR);/*设置线程调度策略*/

pthread_attr_getschedpolicy(&attr,&policy);/*取得线程的调度策略*/

if(policy==SCHED_FIFO)

printf(“Schedpolicy:SCHED_FIFO ”);

if(policy==SCHED_RR)

printf(“Schedpolicy:SCHED_RR ”);

if(policy==SCHED_OTHER)

printf(“Schedpolicy:SCHED_OTHER ”);

sched_get_priority_max(max_priority);/*获得系统支持的线程优先权的最大值*/

sched_get_priority_min(min_priority);/*获得系统支持的线程优先权的最小值*/

printf(“Max priority:%u ”,max_priority);

printf(“Min priority:%u ”,min_priority);

param.sched_priority=max_priority;

pthread_attr_setschedparam(&attr,¶m);/*设置线程的调度参数*/

printf(“sched_priority:%u ”,param.sched_priority);/*获得线程的调度参数*/

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、线程的作用域

函数pthread_attr_setscope和pthread_attr_getscope分别用来设置和得到线程的作用域,这两个函数的定义如下:

名称::

pthread_attr_setscope

pthread_attr_getscope

功能:

获得/设置线程的作用域

头文件:

#include

函数原形:

int pthread_attr_setscope(pthread_attr_t *attr,int scope);

int pthread_attr_getscope(const pthread_attr_t *attr,int *scope);

参数:

attr线程属性变量

scope线程的作用域

返回值:

若成功返回0,若失败返回-1。

这两个函数具有两个参数,第1个是指向属性对象的指针,第2个是作用域或指向作用域的指针,作用域控制线程是否在进程内或在系统级上竞争资源,可能的值是PTHREAD_SCOPE_PROCESS(进程内竞争资源)PTHREAD_SCOPE_SYSTEM.(系统级上竞争资源)。

七、线程堆栈的大小

函数pthread_attr_setstacksize和pthread_attr_getstacksize分别用来设置和得到线程堆栈的大小,这两个函数的定义如下所示:

名称::

pthread_attr_getdetstacksize

pthread_attr_setstacksize

功能:

获得/修改线程栈的大小

头文件:

#include

函数原形:

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);

参数:

attr线程属性变量

stacksize堆栈大小

返回值:

若成功返回0,若失败返回-1。

这两个参数具有两个参数,第1个是指向属性对象的指针,第2个是堆栈大小或指向堆栈大小的指针

如果希望改变栈的默认大小,但又不想自己处理线程栈的分配问题,这时使用pthread_attr_setstacksize函数就非常用用。

八、线程堆栈的地址

函数pthread_attr_setstackaddr和pthread_attr_getstackaddr分别用来设置和得到线程堆栈的位置,这两个函数的定义如下:

名称::

pthread_attr_setstackaddr

pthread_attr_getstackaddr

功能:

获得/修改线程栈的位置

头文件:

#include

函数原形:

int pthread_attr_getstackaddr(const pthread_attr_t *attr,void **stackaddf);

int pthread_attr_setstackaddr(pthread_attr_t *attr,void *stackaddr);

参数:

attr线程属性变量

stackaddr堆栈地址

返回值:

若成功返回0,若失败返回-1。

这两个函数具有两个参数,第1个是指向属性对象的指针,第2个是堆栈地址或指向堆栈地址的指针。

九、线程栈末尾的警戒缓冲区大小

函数pthread_attr_getguardsize和pthread_attr_setguardsize分别用来设置和得到线程栈末尾的警戒缓冲区大小,这两个函数的定义如下:

名称::

pthread_attr_getguardsize

pthread_attr_setguardsize

功能:

获得/修改线程栈末尾的警戒缓冲区大小

头文件:

#include

函数原形:

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);

参数:

返回值:

若成功返回0,若失败返回-1。

线程属性guardsize控制着线程栈末尾之后以避免栈溢出的扩展内存大小。这个属性默认设置为PAGESIZE个字节。可以把guardsize线程属性设为0,从而不允许属性的这种特征行为发生:在这种情况下不会提供警戒缓存区。同样地,如果对线程属性stackaddr作了修改,系统就会假设我们会自己管理栈,并使警戒栈缓冲区机制无效,等同于把guardsize线程属性设为0。

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