Linux 系统编程 -(pthread) 线程通信 (围栏机制)

2022 年 2 月 11 日
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1. 围栏机制介绍

Linux 线程里还支持一个围栏机制--也就是屏障功能。这个围栏机制，可以设置等待的线程数量，当指定数量的线程都到齐之后再全部唤醒—放行。它的的功能和它的名字是匹配的，就是围栏，就像在赛跑比赛场上，要进行比赛时，必须等待所有运动员都到齐全了，都到起跑线上了，然后一声令下，大家再一起跑出去。

在 Linux 线程里的屏障功能由pthread_barrier 系列函数实现，在<pthread.h>中定义，功能主要是用于多线程的同步。

2. 围栏机制相关的函数介绍

相关的函数接口如下:

#include <pthread.h>1. 销毁围栏int pthread_barrier_destroy(pthread_barrier_t *barrier);参数： pthread_barrier_t*就是围栏机制的结构。
2. 初始化围栏int pthread_barrier_init(pthread_barrier_t *restrict barrier,const pthread_barrierattr_t *restrict attr, unsigned count);参数: unsigned count 表示需要等待的线程数量，必须有这么多线程都在等待了，栏杆才会放行。

3. 等待条件成立int pthread_barrier_wait(pthread_barrier_t *barrier);功能: 阻塞等待线程的数量到齐，这个数量在初始化的时候设置，全部成立了，再返回。

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3. 围栏机制使用案例 1

下面代码里设置栏杆等待线程数量为 10 个，然后启动循环创建 10 个线程，当 10 个线程创建完毕之后，一起运行。

设置线程为分离属性。

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <dirent.h>#include <stdlib.h>#include <pthread.h>#include <semaphore.h>
pthread_barrier_t barrier;
/*线程工作函数*/void *thread_work_func(void *dev){    int i=(int)dev;    printf("第%d个线程等待运行...\n",i);
    //等待线程的数量    pthread_barrier_wait(&barrier);        printf("第%d个线程开始运行...\n",i);}
int main(int argc,char **argv){       //初始化栏杆机制    pthread_barrier_init(&barrier,NULL,10);
    /*创建子线程*/    pthread_t thread_id;    int i;    for(i=0;i<10;i++)    {        if(pthread_create(&thread_id,NULL,thread_work_func,(void*)i)!=0)        {            printf("子线程%d创建失败.\n",i);            return -1;        }        //设置线程的分离属性        pthread_detach(thread_id);        sleep(1);    }    pause(); //暂停
    //销毁围栏机制    pthread_barrier_destroy(&barrier);    return 0;}

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4. 围栏机制使用案例 2

下面代码里设置栏杆等待线程数量为 10 个，然后启动循环创建 10 个线程,每个新的线程创建之后，都会在函数里打印第几个线程准备运行，当 10 个线程创建完毕之后，都在等待了，然后再一起放行。

设置线程为结合属性。

#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <pthread.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <semaphore.h>#include <signal.h>
pthread_barrier_t barrier;
//线程工作函数void *thread_work_func(void *arg){    printf("线程%lu准备运行.\n",pthread_self());    //等待人员到齐    pthread_barrier_wait(&barrier);    printf("线程%lu开始运行.\n",pthread_self());}
int main(int argc,char **argv){      pthread_barrier_init(&barrier,NULL,10);
    /*1. 创建线程*/    pthread_t thread_id[10];    int i;    for(i=0;i<10;i++)    {        if(pthread_create(&thread_id[i],NULL,thread_work_func,NULL))        {            printf("%d线程创建失败.\n",i);            return 0;        }        sleep(1);    }        /*2. 等待子线程结束*/    for(i=0;i<10;i++)    {        pthread_join(thread_id[i],NULL);    }        pthread_barrier_destroy(&barrier);    return 0;}

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/f2918213f08a5690f1b3cb6f4】。文章转载请联系作者。

DS小龙哥

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之所以觉得累，是因为说的比做的多。 2022.01.06 加入

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1. 围栏机制介绍

2. 围栏机制相关的函数介绍

3. 围栏机制使用案例 1

4. 围栏机制使用案例 2

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