Posix 多線程編程—線程屬性

一.線程屬性
線程具有屬性,用pthread_attr_t表示,在對該結構進行處理之前必須進行初始化,在使用後需要對其去除初始化。我們用pthread_attr_init函數對其初始化,用pthread_attr_destroy對其去除初始化。
1.名稱:pthread_attr_init/pthread_attr_destroy
功能:對線程屬性初始化/去除初始化
頭文件:#include <pthread.h>
函數原形:int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);
              int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);
參數:Attr 線程屬性變量
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
    調用pthread_attr_init之後,pthread_t結構所包含的內容就是操作系統實現支持的線程所有屬性的默認值。
    如果要去除對pthread_attr_t結構的初始化,可以調用pthread_attr_destroy函數。如果pthread_attr_init實現時爲屬性對象分配了動態內存空間,pthread_attr_destroy還會用無效的值初始化屬性對象,因此如果經pthread_attr_destroy去除初始化之後的pthread_attr_t結構被pthread_create函數調用,將會導致其返回錯誤。
    線程屬性結構如下:
typedef struct
{
int detachstate; 線程的分離狀態
int schedpolicy; 線程調度策略
struct sched_param schedparam; 線程的調度參數
int inheritsched; 線程的繼承性
int scope; 線程的作用域
size_t guardsize; 線程棧末尾的警戒緩衝區大小  
int stackaddr_set;
void * stackaddr; 線程棧的位置
size_t stacksize; 線程棧的大小
}pthread_attr_t;
每個個屬性都對應一些函數對其查看或修改。下面我們分別介紹。
二、線程的分離狀態
    線程的分離狀態決定一個線程以什麼樣的方式來終止自己在默認情況下線程是非分離狀態的,這種情況下,原有的線程等待創建的線程結束。只有當pthread_join()函數返回時,創建的線程纔算終止,才能釋放自己佔用的系統資源。
    而分離線程不是這樣子的,它沒有被其他的線程所等待,自己運行結束了,線程也就終止了,馬上釋放系統資源。程序員應該根據自己的需要,選擇適當的分離狀態。所以如果我們在創建線程時就知道不需要了解線程的終止狀態,則可以pthread_attr_t結構中的detachstate線程屬性,讓線程以分離狀態啓動。
2.名稱:pthread_attr_getdetachstate/pthread_attr_setdetachstate
功能:獲取/修改線程的分離狀態屬性
頭文件:#include <pthread.h>
函數原形:int pthread_attr_getdetachstate(const pthread_attr_t * attr,int *detachstate);
int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr,int detachstate);
參數:Attr 線程屬性變量, Detachstate 線程的分離狀態屬性
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
    可以使用pthread_attr_setdetachstate函數把線程屬性detachstate設置爲下面的兩個合法值之一:設置爲PTHREAD_CREATE_DETACHED,以分離狀態啓動線程;或者設置爲PTHREAD_CREATE_JOINABLE,正常啓動線程。可以使用pthread_attr_getdetachstate函數獲取當前的datachstate線程屬性。
(1) 以分離狀態創建線程
#include <pthread.h>
void *child_thread(void *arg)
{
printf(“child thread run!\n”);
}
int main(int argc,char *argv[ ])
{
pthread_t tid;
pthread_attr_t attr;
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setdetachstate(&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED);
pthread_create(&tid,&attr,fn,arg);
pthread_attr_destroy(&attr);
sleep(1);
}
三、線程的繼承性
    函數pthread_attr_setinheritsched和pthread_attr_getinheritsched分別用來設置和得到線程的繼承性,這兩個函數的定義如下:
3.名稱:pthread_attr_getinheritsched /pthread_attr_setinheritsched
功能:獲得/設置線程的繼承性
頭文件:#include <pthread.h>
函數原形:int pthread_attr_getinheritsched(const pthread_attr_t *attr,int *inheritsched);
              int pthread_attr_setinheritsched(pthread_attr_t *attr,int inheritsched);
參數:attr 線程屬性變量, inheritsched 線程的繼承性
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
    這兩個函數具有兩個參數,第1個是指向屬性對象的指針,第2個是繼承性或指向繼承性的指針。繼承性決定調度的參數是從創建的進程中繼承還是使用在schedpolicy和schedparam屬性中顯式設置的調度信息。Pthreads不爲inheritsched指定默認值,因此如果你關心線程的調度策略和參數,必須先設置該屬性。
    繼承性的可能值是PTHREAD_INHERIT_SCHED(表示新現成將繼承創建線程的調度策略和參數)和PTHREAD_EXPLICIT_SCHED(表示使用在schedpolicy和schedparam屬性中顯式設置的調度策略和參數)。如果你需要顯式的設置一個線程的調度策略或參數,那麼你必須在設置之前將inheritsched屬性設置爲PTHREAD_EXPLICIT_SCHED.

四、線程的調度策略
     函數pthread_attr_setschedpolicy和pthread_attr_getschedpolicy分別用來設置和得到線程的調度策略。
4.名稱:pthread_attr_getschedpolicy \pthread_attr_setschedpolicy
功能:獲得/設置線程的調度策略
頭文件:#include <pthread.h>
函數原形:int pthread_attr_getschedpolicy(const pthread_attr_t *attr,int *policy);
              int pthread_attr_setschedpolicy(pthread_attr_t *attr,int policy);
參數:attr 線程屬性變量, policy 調度策略
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
     這兩個函數具有兩個參數,第1個參數是指向屬性對象的指針,第2個參數是調度策略或指向調度策略的指針。調度策略可能的值是先進先出(SCHED_FIFO)、輪轉法(SCHED_RR),或其它(SCHED_OTHER)。
   (1) SCHED_FIFO策略允許一個線程運行直到有更高優先級的線程準備好,或者直到它自願阻塞自己。在SCHED_FIFO調度策略下,當有一個線程準備好時,除非有平等或更高優先級的線程已經在運行,否則它會很快開始執行。
   (2) SCHED_RR(輪循)策略是基本相同的,不同之處在於:如果有一個SCHED_RR策略的線程執行了超過一個固定的時期(時間片間隔)沒有阻塞,而另外的SCHED_RR或SCHBD_FIPO策略的相同優先級的線程準備好時,運行的線程將被搶佔以便準備好的線程可以執行。
    當有SCHED_FIFO或SCHED_RR策賂的線程在一個條件變量上等持或等持加鎖同一個互斥量時,它們將以優先級順序被喚醒。即,如果一個低優先級的  SCHED_FIFO線程和一個高優先織的SCHED_FIFO線程都在等待鎖相同的互斥且,則當互斥量被解鎖時,高優先級線程將總是被首先解除阻塞。
五、線程的調度參數
    函數pthread_attr_getschedparam 和pthread_attr_setschedparam分別用來設置和得到線程的調度參數。
5.名稱:pthread_attr_getschedparam \pthread_attr_setschedparam
功能:獲得/設置線程的調度參數
頭文件:#include <pthread.h>
函數原形:int pthread_attr_getschedparam(const pthread_attr_t *attr,struct sched_param *param);
int pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t *attr,const struct sched_param *param);
參數:attr 線程屬性變量, param sched_param結構
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
    這兩個函數具有兩個參數,第1個參數是指向屬性對象的指針,第2個參數是sched_param結構或指向該結構的指針。結構sched_param在文件/usr/include /bits/sched.h中定義如下:
struct sched_param
{
int sched_priority;
};
    結構sched_param的子成員sched_priority控制一個優先權值,大的優先權值對應高的優先權。系統支持的最大和最小優先權值可以用sched_get_priority_max函數和sched_get_priority_min函數分別得到。
注意:如果不是編寫實時程序,不建議修改線程的優先級。因爲,調度策略是一件非常複雜的事情,如果不正確使用會導致程序錯誤,從而導致死鎖等問題。如:在多線程應用程序中爲線程設置不同的優先級別,有可能因爲共享資源而導致優先級倒置。
6.名稱:sched_get_priority_max \sched_get_priority_min
功能:獲得系統支持的線程優先權的最大和最小值
頭文件:#include <pthread.h>
函數原形:int sched_get_priority_max(int policy); int sched_get_priority_min(int policy);
參數:policy 系統支持的線程優先權的最大和最小值
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
    下面是上面幾個函數的程序例子:
#include <pthread.h>
#include <sched.h>
void *child_thread(void *arg)
{
int policy;
int max_priority,min_priority;
struct sched_param param;
pthread_attr_t attr;
pthread_attr_init(&attr); /*初始化線程屬性變量*/
pthread_attr_setinheritsched(&attr,PTHREAD_EXPLICIT_SCHED); /*設置線程繼承性*/
pthread_attr_getinheritsched(&attr,&policy); /*獲得線程的繼承性*/
if(policy==PTHREAD_EXPLICIT_SCHED)
printf(“Inheritsched:PTHREAD_EXPLICIT_SCHED\n”);
if(policy==PTHREAD_INHERIT_SCHED)
printf(“Inheritsched:PTHREAD_INHERIT_SCHED\n”);
pthread_attr_setschedpolicy(&attr,SCHED_RR);/*設置線程調度策略*/
pthread_attr_getschedpolicy(&attr,&policy);/*取得線程的調度策略*/
if(policy==SCHED_FIFO)
printf(“Schedpolicy:SCHED_FIFO\n”);
if(policy==SCHED_RR)
printf(“Schedpolicy:SCHED_RR\n”);
if(policy==SCHED_OTHER)
printf(“Schedpolicy:SCHED_OTHER\n”);
sched_get_priority_max(max_priority);/*獲得系統支持的線程優先權的最大值*/
sched_get_priority_min(min_priority);/* 獲得系統支持的線程優先權的最小值*/
printf(“Max priority:%u\n”,max_priority);
printf(“Min priority:%u\n”,min_priority);
param.sched_priority=max_priority;
pthread_attr_setschedparam(&attr,&param);/*設置線程的調度參數*/
printf(“sched_priority:%u\n”,param.sched_priority);/*獲得線程的調度參數*/
pthread_attr_destroy(&attr);
}
int main(int argc,char *argv[ ])
{
pthread_t child_thread_id;
pthread_create(&child_thread_id,NULL,child_thread,NULL);
pthread_join(child_thread_id,NULL);
}

六、線程的作用域
    函數pthread_attr_setscope和pthread_attr_getscope分別用來設置和得到線程的作用域,這兩個函數的定義如下:
7.名稱:pthread_attr_setscope\pthread_attr_getscope
功能:獲得/設置線程的作用域
頭文件:#include <pthread.h>
函數原形:int pthread_attr_setscope(pthread_attr_t *attr,int scope);
int pthread_attr_getscope(const pthread_attr_t *attr,int *scope);
參數:attr 線程屬性變量, scope 線程的作用域
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
    這兩個函數具有兩個參數,第1個是指向屬性對象的指針,第2個是作用域或指向作用域的指針,作用域控制線程是否在進程內或在系統級上競爭資源,可能的值是PTHREAD_SCOPE_PROCESS(進程內競爭資源),PTHREAD_SCOPE_SYSTEM.(系統級上競爭資源)。
七、線程堆棧的大小
    函數pthread_attr_setstacksize和pthread_attr_getstacksize分別用來設置和得到線程堆棧的大小,這兩個函數的定義如下所示:
8.名稱:pthread_attr_getdetstacksize\pthread_attr_setstacksize
功能:獲得/修改線程棧的大小
頭文件:#include <pthread.h>
函數原形:int pthread_attr_getstacksize(const pthread_attr_t *restrict attr,size_t *restrict stacksize);
int pthread_attr_setstacksize(pthread_attr_t *attr ,size_t *stacksize);
參數:attr 線程屬性變量,stacksize 堆棧大小  
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
    這兩個參數具有兩個參數,第1個是指向屬性對象的指針,第2個是堆棧大小或指向堆棧大小的指針.如果希望改變棧的默認大小,但又不想自己處理線程棧的分配問題,這時使用pthread_attr_setstacksize函數就非常有用
八、線程堆棧的地址
函數pthread_attr_setstackaddr和pthread_attr_getstackaddr分別用來設置和得到線程堆棧的位置,這兩個函數的定義如下:
9.名稱:pthread_attr_setstackaddr\pthread_attr_getstackaddr
功能:獲得/修改線程棧的位置
頭文件:#include <pthread.h>
函數原形:int pthread_attr_getstackaddr(const pthread_attr_t *attr,void **stackaddf);
int pthread_attr_setstackaddr(pthread_attr_t *attr,void *stackaddr);
參數:attr 線程屬性變量,stackaddr 堆棧地址
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
這兩個函數具有兩個參數,第1個是指向屬性對象的指針,第2個是堆棧地址或指向堆棧地址的指針。
九、線程棧末尾的警戒緩衝區大小
函數pthread_attr_getguardsize和pthread_attr_setguardsize分別用來設置和得到線程棧末尾的警戒緩衝區大小,這兩個函數的定義如下:
10.名稱:pthread_attr_getguardsize/pthread_attr_setguardsize
功能:獲得/修改線程棧末尾的警戒緩衝區大小
頭文件:#include <pthread.h>
函數原形:int pthread_attr_getguardsize(const pthread_attr_t *restrict attr,size_t *restrict guardsize);
int pthread_attr_setguardsize(pthread_attr_t *attr ,size_t *guardsize);
參數:
返回值:若成功返回0,若失敗返回-1。
    線程屬性guardsize控制着線程棧末尾之後以避免棧溢出的擴展內存大小。這個屬性默認設置爲PAGESIZE個字節。可以把guardsize線程屬性設爲0,從而不允許屬性的這種特徵行爲發生:在這種情況下不會提供警戒緩存區。同樣地,如果對線程屬性stackaddr作了修改,系統就會假設我們會自己管理棧,並使警戒棧緩衝區機制無效,等同於把guardsize線程屬性設爲0。

原文:http://www.cnblogs.com/yc_sunniwell/archive/2010/06/24/1764204.html
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