Linux_的多线程编程.doc

本文中我们针对Linux上多线程编程的主要特性总结出5条经验，用以改善Linux多线程编程的习惯和避免其中的开发陷阱。在本文中，我们穿插一些HYPERLINK"http://windows.chinaitlab.com/"\t"_blank"Windows的编程用例用以对比Linux特性，以加深读者印象。背景
Linux平台上的多线程程序开发相对应其他平台（比如HYPERLINK"http://windows.chinaitlab.com/"\t"_blank"Windows）的多线程API有一些细微和隐晦的差别。不注意这些Linux上的一些开发陷阱，常常会导致程序问题不穷，死锁不断。本文中我们从5个方面总结出Linux多线程编程上的问题，并分别引出相关改善的开发经验，用以避免这些的陷阱。我们希望这些经验可以帮助读者们能更好更快的熟悉Linux平台的多线程编程。
我们假设读者都已经很熟悉Linux平台上基本的线程编程的Pthread库API。其他的第三方用以线程编程的库，如boost，将不会在本文中提及。本文中主要涉及的题材包括线程开发中的线程管理，互斥变量，条件变量等。进程概念将不会在本文中涉及。
Linux上线程开发API的概要介绍
多线程开发在Linux平台上已经有成熟的Pthread库支持。其涉及的多线程开发的最基本概念主要包含三点：线程，互斥锁，条件。其中，线程操作又分线程的创建，退出，等待3种。互斥锁则包括4种操作，分别是创建，销毁，加锁和解锁。条件操作有5种操作：创建，销毁，触发，广播和等待。其他的一些线程扩展概念，如信号灯等，都可以通过上面的三个基本元素的基本操作封装出来。
线程，互斥锁，条件在Linux平台上对应的API可以用表1归纳。为了方便熟悉Windows线程编程的读者熟悉Linux多线程开发的API，我们在表中同时也列出WindowsSDK库中所对应的API名称。
表1.线程函数列表

对象操作LinuxPthreadAPIWindowsSDK库对应API线程创建pthread_createCreateThread退出pthread_exitThreadExit等待pthread_joinWaitForSingleObject互斥锁创建pthread_mutex_initCreateMutex销毁pthread_mutex_destroyCloseHandle加锁pthread_mutex_lockWaitForSingleObject解锁pthread_mutex_unlockReleaseMutex条件创建pthread_cond_initCreateEvent销毁pthread_cond_destroyCloseHandle触发pthread_cond_signalSetEvent广播pthread_cond_broadcastSetEvent/ResetEvent等待pthread_cond_wait/pthread_cond_timedwaitSingleObjectAndWait
多线程开发在Linux平台上已经有成熟的Pthread库支持。其涉及的多线程开发的最基本概念主要包含三点：线程，互斥锁，条件。其中，线程操作又分线程的创建，退出，等待3种。互斥锁则包括4种操作，分别是创建，销毁，加锁和解锁。条件操作有5种操作：创建，销毁，触发，广播和等待。其他的一些线程扩展概念，如信号灯等，都可以通过上面的三个基本元素的基本操作封装出来。
Linux线程编程中的5条经验
尽量设置recursive属性以初始化Linux的互斥变量
互斥锁是多线程编程中基本的概念，在开发中被广泛使用。其调用次序层次清晰简单：建锁，加锁，解锁，销毁锁。但是需要注意的是，与诸如Windows平台的互斥变量不同，在默认情况下，Linux下的同一线程无法对同一互斥锁进行递归加速，否则将发生死锁。
所谓递归加锁，就是在同一线程中试图对互斥锁进行两次或两次以上的行为。其场景在Linux平台上的代码可由清单1所示。
清单1.Linux重复对互斥锁加锁实例

//通过默认条件建锁
pthread_mutex_t*theMutex=newpthread_mutex_t;
pthread_mutexattr_tattr;
pthread_mutexattr_init(&attr);
pthread_mutex_init(theMutex,&attr);
pthread_mutexattr_destroy(&attr);

//递归加锁
pthread_mutex_lock(theMutex);
pthread_mutex_lock(theMutex);
pthread_mutex_unlock(theMutex);
pth