• 线程属性--十分重要的概念


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    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

    {

           int                              detachstate;   线程的分离状态

           int                              schedpolicy;  线程调度策略

           struct sched_param           schedparam;  线程的调度参数

           int                              inheritsched;  线程的继承性

           int                               scope;       线程的作用域

           size_t                          guardsize;   线程栈末尾的警戒缓冲区大小

           int                               stackaddr_set;

           void *                         stackaddr;   线程栈的位置

           size_t                          stacksize;    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

    param          sched_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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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/feng9exe/p/6796256.html
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