1 .引言
目前，许多常见的多任务操作系统都提供线程机制，线程是程序中的
单一顺序控制流程。 利用多线程进行编程是指分为执行一个程序(进程)任务的多个部分(线程)
中选择所需的墙类型。 每个线程是一个序列的单个控制流，所有线程都是同时执行的。 这样，多线程程序就可以实现并行计算，有效利用多处理器。 线程分为用户级线程和内核级线程
课程有两种基本类型。 用户级线程不需要内核支持，可以通过用户程序实现。 线程调度、同步和互斥必须由用户程序自己完成。 内核级线程需要内核参与，内核完成生产线
程序调度并提供相应的系统调用，以便用户程序可以使用这些接口函数来控制和管理线程。 Linux操作系统提供了一个LinuxThreads库，并与之兼容
POSIX1003.1c标准内核级多线程函数库。 linuxthreads库提供了多线程编程的几个重要函数，多线程编程包括
pthread.h文件。
2.LinuxThread的键库函数
2.1创建和退出线程
int pthread _ create (pthread _ t * pthread，const pthread_attr_t
*attr，void * (start _ routine (void ) )、void
*arg； 调用此函数将创建新线程，并在创建后执行start_routine
指定的程序。 其中attr参数是用户创建线程的属性，NULL表示使用默认属性创建线程。 arg到start_routine
传递的参数。 成功创建新线程后，系统会自动为新线程分配线程ID号，并通过pthread返回调用方。
void pthread _ exit (void * value _ ptr )； 调用此函数时，线程将终止。 参数value_ptr是指向返回值的指针。
2.2线程控制函数
phread_self(void )； 为了区分线程，创建线程时系统可以分配唯一的ID号，pthread_create (返回给调用方，或从pthread_self )获取自己的线程ID。
int pthread _ join (pthread-t thread，void * *status )； 此函数的作用是等待线程结束。 调用pthread_join ()的线程将挂起，直到线程ID由参数thread指定的线程结束。
int pthread _ detach (pthread _ t pthread )； 当参数pthread表示的线程结束时，它将立即释放该线程占用的所有资源。
2.3线程之间的独占
独占量与关键节类似，只有具有独占量的线程才能访问资源。
因为只有一个互斥对象，所以在任何情况下都决定共享资源(代码或变量)不会同时被多个线程访问。 使用互斥锁，不仅可以确保同一APP应用程序的不同线程上的资源安全
完全共享，可以在不同APP应用程序的线程之间安全地共享资源。 在Linux上，通过在pthread_mutex_t中定义互斥体机制来完成互斥操作。 具体的
操作函数如下
pthread _ mutex _ init (pthread _ mutex _ t * mutex，const
pthread_mutexattr_t
*attr； 初始化互斥体变量mutex。 参数attr表示将根据attr属性创建互斥体变量mutex。 如果参数attr为NULL，则为默认参数
创建公式。
pthread _ mutex _ lock (pthread _ mutex _ t * mutex )； 锁定互斥变量。 如果由mutex指定的互斥变量被锁定，则调用线程将被阻止，直到具有mutex的线程解锁mutex。
pthread _ mutex _ unlock (pthread _ mutex _ t * mutex )； 解除参数mutex指定的互斥体变量的锁定。
2.4线程之间的同步
同步是线程等待某个事件的发生，当等待的事件发生时，等待的线程继续与事件一起执行。 如果等待的活动没有到达，它将挂起。 在linux操作系统中，条件变量是同步的。
pthread _ cond _ init (pthread _ cond _ t * cond，const pthread_cond_t *attr )； 此函数根据参数attr中指定的属性初始化条件变量cond。
pthread _ cond _ wait (pthread _ cond _ t * cond，pthread_mutex_t *mutex )； 等待一个事件(条件变量)的发生，发出调用的线程将自动阻止，直到相应的条件变量设置为1。 等待状态线程不消耗CPU时间。
pthread _ cond _ signal (pthread _ cond _ t * cond )； 取消阻止等待由参数cond指定的条件变量的线程的状态。
3 .多线程编程应用实例
这里利用多线程技术实现生产者和消费者的问题，生产者线程将数据写入缓冲区
消费者线程从缓冲器读取数据，为了生产者线
程和消费者线程共享同一缓冲区，为了正确读写数据，在使用缓冲队列时必须保持互斥。生产者线程和消费者线程必须满足：生产者写入缓冲区的数目不能超过缓冲区容量，消费者读取的数目不能超过生产者写入的数目。在程序中使用了一个小技巧来判断缓冲区是空还是满。在初
始化时读指针和写指针为0;如果读指针等于写指针,则缓冲区是空的;如果(写指针+ 1) % N
等于读指针,则缓冲区是满的,%表示取余数,这时实际上有一个单元空出未用。下面是完整的程序段和注释。
#include
#include
#define BUFFER_SIZE 8
struct prodcons {
int buffer[BUFFER_SIZE];
pthread_mutex_t lock; //互斥LOCK
int readpos , writepos;
pthread_cond_t notempty; //缓冲区非空条件判断
pthread_cond_t notfull; //缓冲区未满条件判断
};
void init(struct prodcons * b){
pthread_mutex_init(&b->lock,NULL);
pthread_cond_init(&b->notempty,NULL);
pthread_cond_init(&b->notfull,NULL);
b->readpos=0;
b->writepos=0;
}
void put(struct prodcons* b,int data){
pthread-_mutex_lock(&b->lock);
if((b->writepos + 1) % BUFFER_SIZE == b->readpos)
{
pthread_cond_wait(&b->notfull, &b->lock) ;
}
b->buffer[b->writepos]=data;
b->writepos++;
if(b->writepos >= BUFFER_SIZE)
b->writepos=0;
pthread_cond_signal(&b->notempty);
pthread_mutex_unlock(&b->lock);
}
int get(struct prodcons *b){
int data;
pthread_mutex_lock(&b->lock);
if(b->writepos == b->readpos)
{
pthread_cond _wait(&b->notempty, &b->lock);
}
data = b->buffer[b->readpos];
b->readpos++;
if(b->readpos >= BUFFER_SIZE)
b->readpos=0;
pthread_cond_signal(&b->notfull);
pthread_mutex_unlock(&b->lock);
return data;
}
#define OVER (-1)
struct prodcons buffer;
void *producer(void *data)
{
int n;
for(n = 0; n < 10000; n++)
{
printf("%d n", n) ;
put(&buffer, n);
}
put(&buffer, OVER);
return NULL;
}
void *consumer(void * data)
{
int d;
while(1)
{
d = get(&buffer);
if(d == OVER)
break;
printf("%dn", d);
}
return NULL;
}
int main(void)
{
pthread_t th_a, th_b;
void *retval;
init(&buffer);
pthread_create(&th_a, NULL, producer, 0);
& nbsp; pthread_create(&th_b, NULL, consumer, 0);
pthread_join(th_a, &retval);
pthread_join(th_b, &retval);
return 0;
}
上
面的例子中，生产者负责将1到1000的整数写入缓冲区，而消费者负责从同一个缓冲区中读取写入的整数并打印出来。因为生产者和消费者是两个同时运行的线
程，并且要使用同一个缓冲区进行数据交换，因此必须利用一种机制进行同步。通过上面的例子我们可以看到，多线程的最大好处是，除堆栈之外，几乎所有的数据
均是共享的，因此线程间的通讯效率很高；缺点：因为共享所有数据，从而非常容易导致线程之间互相破坏数据，这一点在编程时必须注意。
4.结束语
Linux中基于POSIX标准的很好的支持了多线程技术，它减少了程序并发执行时的系统开销,提高了计算机的工作效率。在具体编程过程中要了
解线程的间的关系,还要考虑共享数据的保护,在互斥和同步机制下保证代码的高效运行，程序编译时用gcc -D –REENTRANT
-libpthread.xx.so filename.c编译。