1 线程属性
- 1)本节作为指引性介绍,linux下线程的属性是可以根据实际项目需要,进行设置,之前我们讨论的线程都是采用线程的默认属性,默认属性已经可以解决绝大多数开发时遇到的问题。如我们对程序的性能提出更高的要求那么需要设置线程属性,比如可以通过设置线程栈的大小来降低内存的使用,增加最大线程个数。
- 2)设置线程分离的方法有两种,一个是本节的调用pthread_create的参数设置,另一个是上几节的detach。C语言设置分离建议前者,因为不需要每次都调用detach。直接设置属性即可。看个人。
下面给出Linux内核线程属性的结构体,版本为2.2。因为2.6版本开始稳定,所以目前2021年可能已经是差异很大,但没关系,我们主要是简单看看。
typedef struct{
int etachstate; //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; //线程的栈设置
void* stackaddr; //线程栈的位置
size_t stacksize; //线程栈的大小
} pthread_attr_t;
/*
主要结构体成员:
1. 线程分离状态.
2. 线程栈大小(默认平均分配).
3. 线程栈警戒缓冲区大小(位于栈末尾).
属性值不能直接设置,须使用相关函数进行操作,初始化的函数为pthread_attr_init,这个函数必须在pthread_create函数之前调用。之后须用pthread_attr_destroy函数来释放资源。
线程属性主要包括如下属性:作用域(scope)、栈尺寸(stack size)、栈地址(stack address)、优先级(priority)、分离的状态(detached state)、调度策略和参数(scheduling policy and parameters)。
默认的属性为非绑定、非分离、缺省的堆栈、与父进程同样级别的优先级。
*/
2 与设置线程分离属性的相关函数
1)初始化线程属性pthread_attr_init。
int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);
/*
功能:初始化线程属性。
成功:0;失败:错误号。
*/
2)销毁线程属性所占用的资源pthread_attr_destroy
int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);
/*
功能:销毁线程属性所占用的资源。
成功:0;失败:错误号。
*/
3 线程属性结构体的相关参数讲解
3.1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。
- 1)非分离状态:线程的默认属性是非分离状态,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。
- 2)分离状态:分离线程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。应该根据自己的需要,选择适当的分离状态。
- 3)线程分离状态的函数:
//1)
int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr, int detachstate);
/*
设置线程属性,分离or非分离。
参1:attr,已初始化的线程属性。
参2:传入。detachstate:PTHREAD_CREATE_DETACHED(分离线程)或者PTHREAD _CREATE_JOINABLE(非分离线程)
*/
//2)
int pthread_attr_getdetachstate(pthread_attr_t *attr, int *detachstate);
/*
获取程属性,分离or非分离
参1:attr,已初始化的线程属性。
参2:传出。detachstate:PTHREAD_CREATE_DETACHED(分离线程)或者PTHREAD _CREATE_JOINABLE(非分离线程)
*/
这里要注意的一点是,如果设置一个线程为分离线程,而这个线程运行又非常快,
它很可能在pthread_create函数返回之前就终止了,它终止以后就可能将线程号和
系统资源移交给其他的线程使用,这样调用pthread_create的线程就得到了错误的
线程号。要避免这种情况可以采取一定的同步措施,最简单的方法之一是可以在被
创建的线程里调用pthread_cond_timedwait函数,让这个线程等待一会儿,留出足
够的时间让函数pthread_create返回。设置一段等待时间,是在多线程编程里常用
的方法。但是注意不要使用诸如wait()之类的函数,它们是使整个进程睡眠,并不
能解决线程同步的问题。
3.2 线程的栈地址
- 1)POSIX.1定义了两个常量_POSIX_THREAD_ATTR_STACKADDR 和_POSIX_THREAD_ATTR_STACKSIZE检测系统是否支持栈属性。也可以给sysconf函数传递_SC_THREAD_ATTR_STACKADDR或 _SC_THREAD_ATTR_STACKSIZE来进行检测。
- 2)当进程栈地址空间不够用时,指定新建的线程使用malloc分配的空间作为自己的栈空间。通过pthread_attr_setstack和pthread_attr_getstack两个函数分别设置和获取线程的栈地址。
int pthread_attr_setstack(pthread_attr_t *attr, void *stackaddr, size_t stacksize);
/*
功能:当进程栈地址不够用,新建的线程使用malloc分配的空间作为自己的栈空间。而该函数就是充当这个分配作用。
成功:0;失败:错误号。
参1:线程属性的指针。
参2:返回获取的栈地址。(实际上这个参数是返回还是要设置的栈起始地址我也不是特别清楚,可以man pthread_attr_setstack查看)
参3:要设置的栈大小。
*/
int pthread_attr_getstack(pthread_attr_t *attr, void **stackaddr, size_t *stacksize);
/*
功能:获取当进程栈不够空间时,malloc出的空间作为栈空间的地址。
成功:0;失败:错误号。
参1:attr,指向一个线程属性的指针。
参2:stackaddr,返回获取的栈地址。
参3:stacksize,返回获取的栈大小。
*/
3.3 线程的栈大小
- 1)当系统中有很多线程时,可能需要减小每个线程栈的默认大小,防止进程的地址空间不够用,当线程调用的函数会分配很大的局部变量或者函数调用层次很深时,可能需要增大线程栈的默认大小。
- 2)函数pthread_attr_getstacksize和 pthread_attr_setstacksize提供设置。
int pthread_attr_setstacksize(pthread_attr_t *attr, size_t stacksize);
/*
功能:设置栈的大小。
成功:0;失败:错误号。
参1:线程的属性。
参2:要设置的栈大小。
*/
int pthread_attr_getstacksize(pthread_attr_t *attr, size_t *stacksize);
/*
功能:获取设置的栈大小。
成功:0;失败:错误号。
参1:线程的属性。
参2:返回线程的堆栈大小。
*/
4 利用pthread_create的参数设置线程属性分离案例
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
void *thrd_func(void *arg)
{
sleep(1);//防止分离的线程在pthread_create返回tid之前结束,导致tid为失败值而认为创建线程失败
pthread_exit((void *)77);
}
int main(void)
{
pthread_t tid;
int ret;
pthread_attr_t attr;
//1
ret = pthread_attr_init(&attr);
if (ret != 0) {
fprintf(stderr, "pthread_init error:%s\n", strerror(ret));
exit(1);
}
//2
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
//3 这一步注意:若pthread_create创建分离的线程后,并且在返回tid之前结束,tid可能是一个失败值。所以可以使分离的线程睡眠一下。
ret = pthread_create(&tid, &attr, thrd_func, NULL);
if (ret != 0) {
fprintf(stderr, "pthread_create error:%s\n", strerror(ret));
exit(1);
}
/*
//这一步只是验证是否成功属性分离,若成功则回收失败
ret = pthread_join(tid, NULL);
if (ret != 0) {
fprintf(stderr, "pthread_join error:%s\n", strerror(ret));
exit(1);
}
*/
pthread_exit((void *)1);
}