多线程属性pthread_attr详解

￡神魔★判官ぃ 2022-04-15 01:47 270阅读 0赞

Posix线程中的线程属性pthread\_attr\_t主要包括scope属性、detach属性、堆栈地址、堆栈大小、优先级。在pthread\_create中，把第二个参数设置为NULL的话，将采用默认的属性配置。

线程属性结构如下：

typedef struct
                {
                       int                       detachstate;     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                       scope;           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;
                       void *                    stackaddr;       线程栈的位置
                       size_t                    stacksize;       线程栈的大小
                }pthread_attr_t;

**\_\_detachstate**，表示新线程是否与进程中其他线程脱离同步， 如果设置为PTHREAD\_CREATE\_DETACHED 则新线程不能用pthread\_join()来同步，且在退出时自行释放所占用的资源。  
缺省为PTHREAD\_CREATE\_JOINABLE状态。这个属性也可以在线程创建并运行以后用pthread\_detach()来设置，而一旦设置为PTHREAD\_CREATE\_DETACH状态（不论是创建时设置还是运行时设置）则不能再恢复到PTHREAD\_CREATE\_JOINABLE状态。

线程的分离状态决定一个线程以什么样的方式来终止自己。在默认情况下线程是非分离状态的，这种情况下，原有的线程等待创建的线程结束。只有当pthread\_join() 函数返回时，创建的线程才算终止，才能释放自己占用的系统资源。分离线程没有被其他的线程所等待，自己运行结束了，线程也就终止了，马上释放系统资源。  
通俗的说也就是：我们知道一般我们要等待(pthread\_join)一个线程的结束，主要是想知道它的结束状态，否则等待一般是没有什么意义的！但是if有一些线程的终止态我们压根就不想知道，那么就可以使用“分离”属性，那么我 们就无须等待管理，只要线程自己结束了，自己释放src就可以咯

#include <pthread.h>
    int pthread_attr_getdetachstate(const pthread_attr_t * attr, int * detachstate);
    int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t * attr, int detachstate);

参数：attr:线程属性变量，detachstate:分离状态属性  
若成功返回0，若失败返回-1。  
设置的时候可以有两种选择：  
<1>.detachstate参数为：PTHREAD\_CREATE\_DETACHED 分离状态启动  
<2>.detachstate参数为：PTHREAD\_CREATE\_JOINABLE 正常启动线程

**\_\_schedpolicy**，表示新线程的调度策略，主要包括：  
SCHED\_OTHER（正常、非实时）  
SCHED\_RR（实时、轮转法）  
SCHED\_FIFO（实时、先入先出）  
缺省为SCHED\_OTHER，后两种调度策略仅对超级用户有效。  
运行时可以用过pthread\_setschedparam()来改变。

函数pthread\_attr\_setschedpolicy和pthread\_attr\_getschedpolicy分别用来设置和得到线程的调度策略。

int pthread_attr_getschedpolicy(const pthread_attr_t *, int * policy)
    int pthread_attr_setschedpolicy(pthread_attr_*, int policy)

参数：  
attr 线程属性变量  
policy 调度策略  
若成功返回0，若失败返回-1。

所谓调度策略也就是我们之前在OS中所学过的那些调度算法：  
SCHED\_FIFO ：先进先出  
SCHED\_RR ：轮转法  
SCHED\_OTHER ：其他方法  
SCHED\_OTHER是不支持优先级使用的,而SCHED\_FIFO和SCHED\_RR  
支持优先级的使用,他们分别为1和99,数值越大优先级越高.  
注意：  
> 此处的SCHED\_FIFO是允许被高优先级抢占的！  
> 也就是有高优先级的必须先运行  
> SCHED\_RR是设置一个时间片  
> 当有SCHED\_FIFO或SCHED\_RR策赂的线程在一个条件变量  
上等持或等持加锁同一个互斥量时，它们将以优先级顺序被唤  
醒。即，如果一个低优先级的SCHED\_FIFO线程和一个高优先  
织的SCHED\_FIFO线程都在等待锁相同的互斥且，则当互斥量  
被解锁时，高优先级线程将总是被首先解除阻塞。

**\_\_schedparam**，一个struct sched\_param结构，目前仅有一个sched\_priority整型变量表示线程的运行优先级。***这个参数仅当调度策略为实时（即SCHED\_RR或SCHED\_FIFO）时才有效***，并可以在运行时通过pthread\_setschedparam()函数来改变，缺省为0。  
函数pthread\_attr\_getschedparam 和pthread\_attr\_setschedparam分别用来设置和得到线程的调度参数。

int pthread_attr_getschedparam(const pthread_attr_t *,struct sched_param *);
    int pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t *,const struct sched_param *);

参数：  
attr 线程变量属性  
param sched\_parm 结构体  
若成功返回0，若失败返回-1。  
/usr/include /bits/sched.h  
struct sched\_param  
\{  
int sched\_priority; // 参数的本质就是优先级  
\};  
注意：大的权值对应高的优先级!  
系统支持的最大和最小的优先级值可以用函数：  
sched\_get\_priority\_max和sched\_get\_priority\_min得到！

#include <pthread.h>
    int sched_get_priority_max( int policy );
     int sched_get_priority_min( int policy );

参数：max\_： 系统支持的优先级的最小值  
min\_ ： 系统支持的优先级的最大值

max_ = sched_get_priority_max( policy );
    min_ = sched_get_priority_min( policy );

注意参数是policy调用策略，也就是说对于不同的策略的值是不  
一样的！  
policy = SCHED\_OTHER  
max\_priority = 0  
min\_priority = 0

Show SCHED_FIFO of priority
                        max_priority = 99
                        min_priority = 1
                        
    Show SCHED_RR of priority
                        max_priority = 99
                        min_priority = 1
       
    Show priority of current thread
                        priority = 0

**\_\_scope**，表示线程间竞争CPU的范围，也就是说线程优先级的有效范围。POSIX的标准中定义了两个值：PTHREAD\_SCOPE\_SYSTEM和PTHREAD\_SCOPE\_PROCESS，前者表示与系统中所有线程一起竞争CPU时间，后者表示仅与同进程中的线程竞争CPU。目前LinuxThreads仅实现了PTHREAD\_SCOPE\_SYSTEM一值。  
函数pthread\_attr\_setscope和pthread\_attr\_getscope分别用来设置和得到线程的作用域。

#include <pthread.h>   
    int    pthread_attr_getscope( const pthread_attr_t * attr, int * scope );
    int pthread_attr_setscope( pthread_attr_t*, int scope );

参数：  
attr 线程属性变量  
scope 线程的作用域  
若成功返回0，若失败返回-1。

作用域控制线程是否在进程内或在系统级上竞争资源，可能的值是  
PTHREAD\_SCOPE\_PROCESS（进程内竞争资源）  
PTHREAD\_SCOPE\_SYSTEM （系统级竞争资源）。

为了设置这些属性，POSIX定义了一系列属性设置函数，包括pthread\_attr\_init()、pthread\_attr\_destroy()和与各个属性相关的pthread\_attr\_getXXX/pthread\_attr\_setXXX函数。

主要的函数如下：  
1、pthread\_attr\_init  
功能： 对线程属性变量的初始化。  
头文件： <pthread.h>  
函数原型： int pthread\_attr\_init (pthread\_attr\_t\* attr);  
函数传入值：attr:线程属性。  
函数返回值：成功： 0  
失败： -1  
2、pthread\_attr\_setscope  
功能： 设置线程 \_\_scope 属性。scope属性表示线程间竞争CPU的范围，也就是说线程优先级的有效范围。POSIX的标准中定义了两个值：PTHREAD\_SCOPE\_SYSTEM和PTHREAD\_SCOPE\_PROCESS，前者表示与系统中所有线程一起竞争CPU时间，后者表示仅与同进程中的线程竞争CPU。默认为PTHREAD\_SCOPE\_PROCESS。目前LinuxThreads仅实现了PTHREAD\_SCOPE\_SYSTEM一值。  
头文件： <pthread.h>  
函数原型： int pthread\_attr\_setscope (pthread\_attr\_t\* attr, int scope);  
函数传入值：attr: 线程属性。  
scope:PTHREAD\_SCOPE\_SYSTEM，表示与系统中所有线程一起竞争CPU时间，  
PTHREAD\_SCOPE\_PROCESS，表示仅与同进程中的线程竞争CPU  
函数返回值得：同1。  
3、pthread\_attr\_setdetachstate  
功能： 设置线程detachstate属性。该表示新线程是否与进程中其他线程脱离同步，如果设置为PTHREAD\_CREATE\_DETACHED则新线程不能用pthread\_join()来同步，且在退出时自行释放所占用的资源。缺省为PTHREAD\_CREATE\_JOINABLE状态。这个属性也可以在线程创建并运行以后用pthread\_detach()来设置，而一旦设置为PTHREAD\_CREATE\_DETACH状态（不论是创建时设置还是运行时设置）则不能再恢复到PTHREAD\_CREATE\_JOINABLE状态。  
头文件： <phread.h>  
函数原型： int pthread\_attr\_setdetachstate (pthread\_attr\_t\* attr, int detachstate);  
函数传入值：attr:线程属性。  
detachstate:PTHREAD\_CREATE\_DETACHED，不能用pthread\_join()来同步，且在退出时自行释放所占用的资源  
PTHREAD\_CREATE\_JOINABLE，能用pthread\_join()来同步  
函数返回值得：同1。  
4、pthread\_attr\_setschedparam  
功能： 设置线程schedparam属性，即调用的优先级。  
头文件： <pthread.h>  
函数原型： int pthread\_attr\_setschedparam (pthread\_attr\_t\* attr, struct sched\_param\* param);  
函数传入值：attr：线程属性。  
param：线程优先级。一个struct sched\_param结构，目前仅有一个sched\_priority整型变量表示线程的运行优先级。这个参数仅当调度策略为实时（即SCHED\_RR或SCHED\_FIFO）时才有效，并可以在运行时通过pthread\_setschedparam()函数来改变，缺省为0  
函数返回值：同1。  
5、pthread\_attr\_getschedparam  
功能： 得到线程优先级。  
头文件： <pthread.h>  
函数原型： int pthread\_attr\_getschedparam (pthread\_attr\_t\* attr, struct sched\_param\* param);  
函数传入值：attr：线程属性；  
param：线程优先级；  
函数返回值：同1。

线程属性程序eg：

pthread_t thd;
    void *thread(void *arg);
    
    int main()
    { 
    	pthread_attr_t attr={ 0};
    	pthread_attr_init(&attr);
    	struct sched_param sched={ 99};
    	pthread_attr_setschedpolicy(&attr,SCHED_RR);
    	pthread_attr_setschedparam(&attr,&sched);
    	if(pthread_create(&thd,&attr,thread,NULL)!=0)
    	{ 
    		pthread_attr_destroy(&attr);
    		printf("create thread error\n");
    		return;
    	}
    }