1 创建线程
下面的程序,我们可以用它来创建一个 POSIX 线程:
#include <pthread.h>
pthread_create (myThread, attr, start_routine, arg)
在这里,pthread_create 创建一个新的线程,并让它可执行。下面是关于参数的说明:
参数 | 描述 |
myThread | 指向线程标识符指针 |
attr | 一个不透明的属性对象,可以被用来设置线程属性。您可以指定线程属性对象,也可以使用默认值 NULL。一般不需要关注,直接用NULL即可。 |
start_routine | 线程运行函数起始地址,一旦线程被创建就会执行。函数内部就是子线程要运行的内容。 |
arg | 运行函数的参数。必须通过把引用作为指针强制转换为 void 类型进行传递。如果没有传递参数,则使用 NULL。一般不需要关注,直接用NULL即可。 |
2 终止线程
终止线程可采用return NUL自动退出,也可以采用pthread_exit(NULL)强制退出。
3 示例
3.1 示例代码
该代码先执行main函数,然后创建了一个子线程thread_func,此时就存在两个线程,一个主线程,一个子线程。主线程运行一个计算(for循环i);子线程运行一个计算(for循环j)。最后主线程计算结束,子线程计算结束,子线程退出,主线程退出。整个程序结束。
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>void *thread_func(void *arg)
{while (1){for (int j = 0; j < 8; j++){printf("sub:%d\n", j);usleep(10);}if(true/*线程不在使用了,可以退出*/){break;}else{//子线程后面还要使用usleep(10*1000);continue;//进入下个循环}}printf("sub thread return\n");return NULL;
}int main()
{pthread_t tid;pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);for (int i = 0; i < 8; i++){printf("main:%d\n", i);usleep(10);}pthread_join(tid, NULL);printf("main thread: all threads exit.\n");return 0;
}
3.2 编译
编译脚本为gcc Demo1.cpp -o Demo1 -lpthread。会生成名字为Demo的可执行程序。
Demo1.cpp中有使用线程技术,需要链接pthread库,即在编译脚本中添加-lpthread。
3.3 运行
./Demo1就是运行。运行逻辑示意图如下。
(1)主线程逻辑图:
(2)子线程逻辑图:
(3)CPU内核使用情况
总结: 如果只有一个主线程,则只能使用一个主线程内核,所以对于耗时较大的任务,使用多线程可以提高性能。
3.4 结果分析
可以看到结果,主线程main计算和子线程sub计算同时运行,节省了时间。
下面我们打印时间,进行对比。
(1)代码示例:
(2)编译运行结果
由此可见,使用一个子线程和一个主线程来进行2个计算,耗时较短,这是因为两个子线程分别持有一个CPU内核,并行进行计算。 缩短了总共时间。
另外创建线程也会耗时,如果计算耗时小于创建线程的耗时,则2个线程总共耗时不会优于一个线程,即总共耗时:创建线程耗时+计算1耗时+计算2耗时....。
3.5 源代码
3.3中统计时间的源代码。
Demo1.cpp
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
struct timeval time1, time2;void *thread_func(void *arg)
{// 执行一些操作...int totalSub = 0;for (int j = 0; j < 80; j++){int jk = ((j << 2) * 8) >> 2;int jl = ((j << 4) * 8) >> 4;totalSub = totalSub + jk + jl; // 计算1usleep(10 * 1000);}printf("sub total:%d\n", totalSub);printf("sub thread return\n");return NULL;
}int main()
{double elapsed_time = 0.0;gettimeofday(&time1, NULL);pthread_t tid;pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);int totalmain = 0;for (int i = 0; i < 10; i++){int ik = ((i << 2) * 8) >> 2;int il = ((i << 4) * 8) >> 4;totalmain = totalmain + il; // 计算2usleep(10 * 1000);}printf("main total:%d\n", totalmain);pthread_join(tid, NULL);gettimeofday(&time2, NULL);elapsed_time = (time2.tv_sec - time1.tv_sec) * 1000 + (time2.tv_usec - time1.tv_usec) / 1000;printf("Elapsed time: %lf(ms)\n", elapsed_time);printf("main thread: all threads exit.\n");return 0;
}
Demo2.cpp
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
struct timeval time1, time2;
int main()
{double elapsed_time = 0.0;gettimeofday(&time1, NULL);int totalSub = 0;int totalmain = 0;for (int j = 0; j < 80; j++){int jk = ((j << 2) * 8) >> 2;int jl = ((j << 4) * 8) >> 4;totalSub = totalSub + jk + jl; // 计算1usleep(10*1000);}printf("main total:%d\n", totalSub);for (int i = 0; i < 10; i++){int ik = ((i << 2) * 8) >> 2;int il = ((i << 4) * 8) >> 4;totalmain = totalmain + il; // 计算2usleep(10*1000);}printf("sub total:%d\n", totalSub);gettimeofday(&time2, NULL);elapsed_time = (time2.tv_sec - time1.tv_sec) * 1000 + (time2.tv_usec - time1.tv_usec)/1000;printf("Elapsed time: %lf(ms)\n", elapsed_time);return 0;
}