在 C 語言中使用 C11 執行緒庫
Jinku Hu
2023年10月12日
本文將解釋幾種如何在 C 語言中使用 C11 執行緒庫的方法。
在 C 語言中使用 thrd_create 函式建立一個新執行緒並執行給定的例程
在標準的 C 語言規範中，對執行緒的支援遲遲沒有出現，終於在 C11 中實現了。在此之前，POSIX 執行緒 API 被用作利用多執行緒程式設計的主要工具。由於 C11 提供了更標準的介面，可以在不依賴平臺的情況下使用，因此建議使用 ISO 語言 API，而不要使用 POSIX 版本。儘管這兩個 API 的功能原型不匹配，但主要功能大多相似。在下面的示例中，我們演示了一個簡單的場景，其中啟動了四個執行緒來執行 printHello 函式，然後在不加入主執行緒的情況下終止該執行緒。
thrd_create 接受三個引數，
- 第一個是指向執行緒識別符號的指標。
- 第二個引數的型別為
thrd_start_t，對於函式指標原型而言，其名稱僅為typedef。 - 第三個引數指定可以傳遞給函式的引數。
使用列舉值定義 thrd_create 的返回狀態程式碼：thrd_success，thrd_nomem 和 thrd_error。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <threads.h>
#include <unistd.h>
#ifndef NUM_THREADS
#define NUM_THREADS 4
#endif
void *printHello(void *thr_id) {
long tid;
tid = (long)thr_id;
printf("Hello There! thread #%ld, pthread ID - %lu\n", tid, thrd_current());
thrd_exit(EXIT_SUCCESS);
}
int main(int argc, char const *argv[]) {
thrd_t threads[NUM_THREADS];
int rc;
long t;
for (t = 0; t < NUM_THREADS; t++) {
rc = thrd_create(&threads[t], (thrd_start_t)printHello, (void *)t);
if (rc == thrd_error) {
printf("ERORR; thrd_create() call failed\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
}
thrd_exit(EXIT_SUCCESS);
}
輸出：
Hello There! thread 0, pthread ID - 140215498864384
Hello There! thread 1, pthread ID - 140215490471680
Hello There! thread 3, pthread ID - 140215473686272
Hello There! thread 2, pthread ID - 140215482078976
使用 thrd_join 函式等待 C 語言中的給定執行緒
thrd_join 是 pthread_join 函式的一個類比，它將阻塞當前執行緒，直到給定執行緒完成執行。它帶有兩個引數：執行緒識別符號和 int 指標，表示如果使用者提供有效地址，則可以選擇儲存返回狀態程式碼的位置。如果在已經分離或聯接的執行緒上呼叫 thrd_join，則結果是未定義的行為。該函式返回對應於 thrd_success 或 thrd_error 的值。
下一個示例程式碼實現了四個執行緒遞增 atomic_int 型別變數的情況。最後，等待其他執行緒完成的主執行緒將列印 counter 的最終總和值。
#include <stdatomic.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <threads.h>
#include <unistd.h>
#ifndef NUM_THREADS
#define NUM_THREADS 4
#endif
atomic_int counter = 0;
enum { MAX_ITER = 1000 };
void *printHello(void *thr_id) {
long tid;
tid = (long)thr_id;
printf("thread %ld started incrementing ID - %lu\n", tid, thrd_current());
for (int i = 0; i < MAX_ITER; ++i) {
counter += 1;
}
return NULL;
}
int main(int argc, char const *argv[]) {
thrd_t threads[NUM_THREADS];
int rc;
long t;
for (t = 0; t < NUM_THREADS; t++) {
rc = thrd_create(&threads[t], (thrd_start_t)printHello, (void *)t);
if (rc == thrd_error) {
printf("ERORR; thrd_create() call failed\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
}
for (t = 0; t < NUM_THREADS; t++) {
thrd_join(threads[t], NULL);
}
printf("count = %d\n", counter);
thrd_exit(EXIT_SUCCESS);
}
輸出：
thread 0 started incrementing ID - 139729818216192
thread 2 started incrementing ID - 139729801430784
thread 3 started incrementing ID - 139729793038080
thread 1 started incrementing ID - 139729809823488
count = 4000
作者： Jinku Hu
