在 C 语言中使用 C11 线程库
Jinku Hu
2023年10月12日
本文将解释几种如何在 C 语言中使用 C11 线程库的方法。
在 C 语言中使用 thrd_create 函数创建一个新线程并执行给定的例程
在标准的 C 语言规范中，对线程的支持迟迟没有出现，终于在 C11 中实现了。在此之前，POSIX 线程 API 被用作利用多线程编程的主要工具。由于 C11 提供了更标准的接口，可以在不依赖平台的情况下使用，因此建议使用 ISO 语言 API，而不要使用 POSIX 版本。尽管这两个 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，我们演示了一个简单的场景，其中启动了四个线程来执行 printHello 函数，然后在不加入主线程的情况下终止该线程。
thrd_create 接受三个参数，
- 第一个是指向线程标识符的指针。
- 第二个参数的类型为
thrd_start_t，对于函数指针原型而言，其名称仅为typedef。 - 第三个参数指定可以传递给函数的参数。
使用枚举值定义 thrd_create 的返回状态代码：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);
}
输出：
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 函数等待 C 语言中的给定线程
thrd_join 是 pthread_join 函数的一个类比，它将阻塞当前线程，直到给定线程完成执行。它带有两个参数：线程标识符和 int 指针，表示如果用户提供有效地址，则可以选择存储返回状态代码的位置。如果在已经分离或联接的线程上调用 thrd_join，则结果是未定义的行为。该函数返回对应于 thrd_success 或 thrd_error 的值。
下一个示例代码实现了四个线程递增 atomic_int 类型变量的情况。最后，等待其他线程完成的主线程将打印 counter 的最终总和值。
#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);
}
输出：
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
