Linux系统编程 —线程属性

Z时代
2024-01-10
分类：技术分享

在之前的章节中，我们在调用pthread_create函数创建线程时，第二个参数（即线程属性）都是设为NULL，即使用默认属性。一般情况下，使用默认属性已经可以解决我们开发过程中的大多数问题。

但是，有时项目中我们对线程会有些特殊的要求，比如修改线程栈的大小，直接调用线程的库函数无法满足需求，在这种情况下我们可以直接对线程属性进行设置。

类型pthread_attr_t是一个结构体，主要包括如下属性：作用域（scope）、栈尺寸（stack size）、栈地址（stack address）、优先级（priority）、分离的状态（detached state）、调度策略和参数（scheduling policy and parameters）。

线程默认的属性为非绑定、非分离、缺省的堆栈、与父进程同样级别的优先级。结构体具体定义如下：

typedef struct

{

int etachstate; //线程的分离状态

int schedpolicy; //线程调度策略

struct sched_param schedparam; //线程的调度参数

int inheritsched; //线程的继承性

int cope; //线程的作用域

size_t guardsize; //线程栈末尾的警戒缓冲区大小

int stackaddr_set; //线程的栈设置

size_t stacksize; //线程栈的大小

} pthread_attr_t;

主要结构体成员：

1. 线程分离状态：etachstate

2. 线程栈大小（默认平均分配）：stacksize

3. 线程栈警戒缓冲区大小（位于栈末尾）：guardsize

线程的属性值不能直接设置，须使用相关函数进行操作。属性的初始化的函数为pthread_attr_init，这个函数必须在pthread_create函数之前调用。使用完毕之后需调用pthread_attr_destroy函数来释放资源。

线程属性初始化

函数原型：

int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);

返回值：

成功：0；失败：错误号。

函数作用：

初始化线程属性；

注意：应先初始化线程属性，再调用pthread_create创建线程。

线程属性销毁

函数原型：

int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);

返回值：

成功：0；失败：错误号

函数作用：

销毁线程属性所占用的资源

线程的分离状态

线程的分离状态决定一个线程最后终止的时候是以怎样的方式回收资源。

非分离状态：线程的默认属性是非分离状态，这种情况下，线程运行结束后，只有当其它线程调用pthread_join()函数去回收它时，创建的线程才算终止，才能释放自己占用的系统资源。

分离状态：线程如果设置为分离状态，则它将主动与主控线程脱离关系，当它自己运行结束了，线程也就终止了，马上释放系统资源。

设置线程分离状态的函数：

设置线程属性

int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr, int detachstate);

获取程属性

int pthread_attr_getdetachstate(pthread_attr_t *attr, int *detachstate);

参数：attr：指向一个线程属性的指针

detachstate：线程分离状态

PTHREAD_CREATE_DETACHED（分离线程）

PTHREAD _CREATE_JOINABLE（非分离线程）

线程的栈地址

POSIX.1定义了两个常量_POSIX_THREAD_ATTR_STACKADDR 和_POSIX_THREAD_ATTR_STACKSIZE检测系统是否支持栈属性。也可以给sysconf函数传递_SC_THREAD_ATTR_STACKADDR或 _SC_THREAD_ATTR_STACKSIZE来进行检测。

当进程栈地址空间不够用时，指定新建线程使用由malloc分配的空间作为自己的栈空间。通过pthread_attr_setstack和pthread_attr_getstack两个函数分别设置和获取线程的栈地址。

设置线程的栈地址：

int pthread_attr_setstack(pthread_attr_t *attr, void *stackaddr, size_t stacksize);

成功：0；失败：错误号

获取线程的栈地址：

int pthread_attr_getstack(pthread_attr_t *attr, void **stackaddr, size_t *stacksize);

成功：0；失败：错误号

参数：attr：指向一个线程属性的指针

stackaddr：返回获取的栈地址

stacksize：返回获取的栈大小

线程的栈大小

当系统中有很多线程时，可能需要减小每个线程栈的默认大小，防止进程的地址空间不够用。当线程调用的函数会分配很大的局部变量或者函数调用层次很深时，可能需要增大线程栈的默认大小。

函数pthread_attr_getstacksize和 pthread_attr_setstacksize可以设置或者获取线程的栈大小。

设置线程栈大小：

int pthread_attr_setstacksize(pthread_attr_t *attr, size_t stacksize);

成功：0；失败：错误号

获取线程栈大小：

int pthread_attr_getstacksize(pthread_attr_t *attr, size_t *stacksize);

成功：0；失败：错误号

参数：attr：指向一个线程属性的指针

stacksize：返回线程的堆栈大小

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#define SIZE 0x10000
void *th_fun(void *arg)
{
while (1)
sleep(1);
}
int main(void)
{
pthread_t tid;
int err, detachstate, i = 1;
pthread_attr_t attr;
size_t stacksize;   //typedef  size_t  unsigned int
void *stackaddr;
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_getstack(&attr, &stackaddr, &stacksize);
pthread_attr_getdetachstate(&attr, &detachstate);
if (detachstate == PTHREAD_CREATE_DETACHED)   //默认是分离态
printf("thread detached\n");
else if (detachstate == PTHREAD_CREATE_JOINABLE) //默认时非分离
printf("thread join\n");
else
printf("thread un known\n");
/* 设置线程分离属性 */
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
while (1) {
/* 在堆上申请内存,指定线程栈的起始地址和大小 */
stackaddr = malloc(SIZE);
if (stackaddr == NULL) {
perror("malloc");
exit(1);
}
stacksize = SIZE;
pthread_attr_setstack(&attr, stackaddr, stacksize);   //借助线程的属性,修改线程栈空间大小
err = pthread_create(&tid, &attr, th_fun, NULL);
if (err != 0) {
printf("%s\n", strerror(err));
exit(1);
}
printf("%d\n", i++);
}
pthread_attr_destroy(&attr);
return 0;
}