Pthread
POSIX Threads або Pthread — стандарт POSIX реалізації потоків виконання, який визначає API для створення та управління ними.
Бібліотеки, які реалізують цей стандарт та його функції, звичайно називаються Pthreads (функції мають приставку «pthread_»). Найширше використовуються для Unix-подібних операційних систем, таких як Linux чи Solaris, також існує реалізація для Microsoft Windows (Pthreads-w32)
Вміст
Pthreads визначає набір типів даних, функцій і констант в форматі мови програмування C. Вони описані в файлі заголовку pthread.h і реалізовані у вигляді бібліотеки.
Всі процедури Pthreads мають назви з префіксом "pthread_" і можуть бути розділені на 4 категорії за призначенням:
- Управляння потоками - створення, об'єднання потоків та ін.;
- М'ютекси;
- Умовні змінні;
- Синхронізація потоків з використанням блокування (lock) і бар'єрів (barriers) читання/запису даних.
POSIX API для семафорів працює з потоками POSIX, але не є частиною стандарту роботи з потоками, визначається в додатковому стандарті POSIX.1b, Real-time extensions (IEEE Std 1003.1b-1993). Всі процедури для роботи з семафорами, відповідно, мають префікс "sem_" замість "pthread_".
Основні функції стандарту
- Типи даних:
- pthread_t: дескриптор потоку
- pthread_attr_t: набір атрибутів потоку
- Функції управління потоками:
- pthread_create(): створення потоку
- pthread_exit(): завершення потоку
- pthread_cancel(): відміна потоку
- pthread_join(): блокування потоку до завершення іншого потоку, вказаного у виклиці функції
- pthread_detach(): звільнити ресурси зайняті потоком (якщо потік виконується, звільнення ресурсів відбудеться після його завершення)
- pthread_attr_init(): ініціалізація структури атрибутів потоку
- pthread_attr_setdetachstate(): вказівка системі, що вона після завершення потоку може звільнити ресурси, зайняті потоком
- pthread_attr_destroy(): звільнення пам'яті від структури атрибутів потоку (знищити дескриптор)
- Функції синхронізації потоків:
- pthread_mutex_init (), pthread_mutex_destroy (), pthread_mutex_lock (), pthread_mutex_trylock (), pthread_mutex_unlock (): за допомогою м'ютексів
- pthread_cond_init(), pthread_cond_signal, pthread_cond_wait(): за допомогою умовних змінних
Приклад
Приклад використання POSIX потоків.
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#define THREADS_MAX 4
void *function(void *param)
{
int id = (int)param;
int i, loops = 10;
for(i = 0; i < loops; i++)
{
printf("thread %d: loop %d\n", id, i);
}
pthread_exit(NULL);
}
int main(void)
{
pthread_t threads[THREADS_MAX];
int i;
printf("pre-execution\n");
for (i = 0; i < THREADS_MAX; i++)
{
pthread_create(&threads[i], NULL, function, (void *)i);
}
printf("mid-execution\n");
for (i = 0; i < THREADS_MAX; i++)
{
pthread_join(threads[i], NULL);
}
printf("post-execution\n");
return EXIT_SUCCESS;
}
Посилання
- The Open Group Base Specifications Issue 6, IEEE Std 1003.1
- POSIX-потоки та синхронні обробники {
- Багатопоточне програмування (Підручник Pthreads)
- Приклади використання Pthreads
- Приклади використання Pthreads в C/C++
- Статья «Пояснюючи потоки POSIX», Даніеля Роббінса (засновника проекту Gentoo)
- Інтерв'ю «10 питань Девіду Бутенхофу про паралельне програмування та потоки POSIX» з Майклом Суіссом
- GNU Portable threads