深入了解pthread_create()

pthreads是一种POSIX线程库标准，可以在多个系统中使用。在C和C++中使用pthread库以及pthread_create函数来创建和控制线程。

一、pthread_create()介绍

pthread_create()函数用于创建一个线程。这个函数被大多数POSIX线程库实现支持。这个函数的原型如下：

    #include <pthread.h>

    int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
                    void *(*start_routine) (void *), void *arg);

pthread_create()的参数:

• thread: 指向pthread_t类型的指针，返回线程的真实标识符。
• attr(Optional): 线程属性。
• start_routine: 指向线程执行的函数。线程函数的类型为 void *(*start_routine) (void *arguments),其中arguments是传递给该线程函数的参数。
• arg: 传递给线程函数的参数。

二、创建线程的方法

1. 传递函数指针

我们可以像下面这样定义一个线程函数：

    #include <stdio.h>
    #include <pthread.h>

    void* threadFunc1() {
        printf("Hello, this is threadFunc1\n");
        pthread_exit(NULL);
    }

    int main() {
        pthread_t thread1;
        printf("Before creating thread\n");
        pthread_create(&thread1, NULL, threadFunc1, NULL);
        printf("After creating thread\n");
        pthread_exit(NULL);
    }

运行结果：

    Before creating thread
    After creating thread
    Hello, this is threadFunc1

2. 传递一个对象提供线程函数访问

如下示例代码，我们可以定义一个结构，并将结构作为参数传递给线程函数。

    #include <stdio.h>
    #include <pthread.h>

    struct thread_data {
        int thread_id;
        char *message;
    };

    void* threadFunc2(void *args) {
        struct thread_data *data = (struct thread_data *) args;
        printf("Thread ID: %d\n", data -> thread_id);
        printf("Message: %s\n", data -> message);
        pthread_exit(NULL);
    }

    int main() {
        pthread_t thread2;
        struct thread_data data;
        data.thread_id = 123;
        data.message = "Hello, this is threadFunc2";
        printf("Before creating thread\n");
        pthread_create(&thread2, NULL, threadFunc2, (void *) &data);
        printf("After creating thread\n");
        pthread_exit(NULL);
    }

运行结果：

    Before creating thread
    After creating thread
    Thread ID: 123
    Message: Hello, this is threadFunc2

三、线程属性

可以使用pthread_attr_init()函数来初始化一个线程属性对象，然后使用这个线程属性对象来设置线程的属性。以下示例代码展示如何使用pthread_attr_setdetachstate()设置线程的分离属性。

    #include <stdio.h>
    #include <pthread.h>

    void* threadFunc3() {
        printf("Hello, this is threadFunc3\n");
        pthread_exit(NULL);
    }

    int main() {
        pthread_t thread3;
        pthread_attr_t attr;
        pthread_attr_init(&attr);
        pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
        printf("Before creating thread\n");
        pthread_create(&thread3, &attr, threadFunc3, NULL);
        printf("After creating thread\n");
        pthread_attr_destroy(&attr);
        pthread_exit(NULL);
    }

运行结果：

    Before creating thread
    After creating thread
    Hello, this is threadFunc3

四、线程ID和join()

每个线程都有一个唯一标识符的线程ID，可以使用pthread_self()函数获取当前线程的ID。

可以使用pthread_join()来等待线程终止。和wait()函数类似，pthread_join()会阻塞调用者直到指定的线程终止。以下示例代码在创建线程后等待线程终止。

    #include <stdio.h>
    #include <pthread.h>

    void* threadFunc4() {
        printf("Hello, this is threadFunc4\n");
        pthread_exit(NULL);
    }

    int main() {
        pthread_t thread4;
        printf("Before creating thread\n");
        pthread_create(&thread4, NULL, threadFunc4, NULL);
        printf("After creating thread\n");
        pthread_join(thread4, NULL);
        pthread_exit(NULL);
    }

运行结果：

    Before creating thread
    After creating thread
    Hello, this is threadFunc4

五、总结

pthreads是一种POSIX线程库标准，可以在多个系统中使用。pthread_create()函数用于创建一个线程。可以传递函数指针或一个对象作为参数传递，也可以设置线程属性和获取线程ID。我们可以使用pthread_join()来等待线程终止。对于多线程编程，合理的控制线程并发和同步是很重要的。