UNIX: разработка сетевых приложений

26.2. Основные функции для работы с потоками: создание и завершение потоков

В этом разделе мы рассматриваем пять основных функций для работы с потоками, а в следующих двух разделах мы используем эти функции для написания потоковой модификации клиента и сервера TCP.

Функция pthread_create

Когда программа запускается с помощью функции

, создается один поток, называемый начальным (initial) или главным (main). Дополнительные потоки создаются функцией .

Каждый поток процесса обладает собственным идентификатором потока (thread ID), относящимся к типу данных

(как правило, это ). При успешном создании нового потока его идентификатор возвращается через указатель .

У каждого потока имеется несколько атрибутов: его приоритет, исходный размер стека, указание на то, должен ли этот поток являться демоном или нет, и т.д. При создании потока мы можем задать эти атрибуты, инициализируя переменную типа

, что позволяет заменить значение, заданное по умолчанию. Обычно мы используем значение по умолчанию, в этом случае мы задаем аргумент равным пустому указателю.

Наконец, при создании потока мы должны указать, какую функцию будет выполнять этот поток. Выполнение потока начинается с вызова заданной функции, а завершается либо явно (вызовом

), либо неявно (когда вызванная функция возвращает управление). Адрес функции задается аргументом , и она вызывается с единственным аргументом-указателем . Если этой функции необходимо передать несколько аргументов, следует поместить их в некоторую структуру и передать адрес этой структуры как единственный аргумент функции.

Обратите внимание на объявления

и . Функции передается один аргумент — универсальный указатель . Это позволяет нам передавать потоку с помощью единственного указателя все, что требуется, и точно так же поток возвращает любые данные, используя этот указатель.

Возвращаемое значение функций Pthreads — это обычно 0 в случае успешного выполнения или ненулевая величина в случае ошибки. Но в отличие от функций сокетов и большинства системных вызовов, для которых в случае ошибки возвращается -1 и переменной

присваивается некоторое положительное значение (код ошибки), функции Pthreads возвращают сам код ошибки. Например, если функция не может создать новый поток, так как мы превысили допустимый системный предел количества потоков, функция возвратит значение . Функции Pthreads не присваивают переменной никаких значений. Соглашение о том, что 0 является индикатором успешного выполнения, а ненулевое значение — индикатором ошибки, не приводит к противоречию, так как все значения , определенные в заголовочном файле , являются положительными. Ни одному из имен ошибок Exxx не сопоставлено нулевое значение.

Функция pthread_join

Мы можем приостановить выполнение текущего потока и ждать завершения выполнения какого-либо другого потока, используя функцию

. Сравнивая потоки и процессы Unix, можно сказать, что функция аналогична функции , а функция — функции .

Следует указать идентификатор

того потока, завершения которого мы ждем. К сожалению, нет способа указать, что мы ждем завершения любого потока данного процесса (тогда как при работе с процессами мы могли с помощью функции ждать завершения любого процесса, задав аргумент идентификатора процесса, равный -1). Мы вернемся к этой проблеме при обсуждении листинга 26.11.

Если указатель

непустой, то значение, возвращаемое потоком (указатель на некоторый объект), хранится в ячейке памяти, на которую указывает .

Функция pthread_self

Каждый поток снабжен идентификатором, уникальным в пределах данного процесса. Идентификатор потока возвращается функцией

и, как мы видели, используется функцией . Поток может узнать свой собственный идентификатор с помощью вызова .

Сравнивая потоки и процессы Unix, можно отметить, что функция

аналогична функции .

Функция pthread_detach

Поток может быть либо присоединяемым (joinable), каким он является по умолчанию, либо отсоединенным (detached). Когда присоединяемый поток завершает свое выполнение, его статус завершения и идентификатор сохраняются, пока другой поток данного процесса не вызовет функцию

. В свою очередь, отсоединенный поток напоминает процесс-демон: когда он завершается, все занимаемые им ресурсы освобождаются и мы не можем отслеживать его завершение. Если один поток должен знать, когда завершится выполнение другого потока, нам следует оставить последний присоединяемым.

Функция

изменяет состояние потока, превращая его из присоединяемого в отсоединенный.