Linux如何停止线程？-猿码集

1.线程的概念

在计算机领域，线程是进程中的一个执行单元。一个进程可以包含多个线程，而每个线程都可以独立执行任务。线程与进程不同的是，线程共享进程的资源，包括内存空间、文件句柄和打开的文件等。同时，线程之间的切换开销相对较小，所以多线程的并行执行可以提高程序的效率。

2.线程的状态

线程可以处于以下几种不同的状态：

就绪状态

当线程被创建时，它处于就绪状态，表示该线程已经准备好执行，只等待系统调度。

运行状态

当线程被系统调度执行时，它处于运行状态。

阻塞状态

当线程需要等待某个事件发生时，它会进入阻塞状态，此时线程不会占用系统资源，直到等待的事件发生才会被唤醒。

终止状态

当线程完成了它的任务或者出现了不可恢复的错误时，线程会进入终止状态。

3.linux下线程的创建和终止

线程的创建

在Linux下，可以使用pthread库来创建和管理线程。pthread是POSIX线程的缩写，提供了一系列的函数来操作线程。


#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
                   void *(*start_routine) (void *), void *arg);

pthread_create函数用于创建一个新的线程。它接受四个参数：

thread：一个指向pthread_t类型的指针，用于存储新创建的线程的标识符。

attr：一个指向pthread_attr_t类型的指针，用于指定新线程的属性。可以使用默认值NULL。

start_routine：一个指向函数的指针，该函数是新线程的入口。该函数的返回值和参数都是void*类型。

arg：用于传递给start_routine函数的参数。

以下是一个创建线程的示例：


#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void *print_message(void *message) {
    char *msg = (char *)message;
    printf("%s\n", msg);
}
int main() {
    pthread_t thread;
    int ret = pthread_create(&thread, NULL, print_message, "Hello, World!");
    if (ret != 0) {
        printf("Failed to create thread\n");
        return 1;
    }
    pthread_join(thread, NULL); //等待线程结束
    return 0;
}

在上面的示例中，使用pthread_create函数创建了一个新线程，并传递了一个字符串作为参数。新线程的入口函数print_message接收到参数后，将其打印出来。

线程的终止

线程的终止可以通过以下几种方式来实现：

线程可以通过从入口函数返回来终止。


#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void *countdown(void *arg) {
    for (int i = 10; i > 0; i--) {
        printf("%d\n", i);
    }
    return NULL;
}
int main() {
    pthread_t thread;
    pthread_create(&thread, NULL, countdown, NULL);
    pthread_join(thread, NULL); //等待线程结束
    printf("Countdown finished\n");
    return 0;
}

上面的示例中，线程的入口函数countdown倒计时从10到1，然后通过返回NULL来终止线程。在主线程中使用pthread_join函数来等待线程的结束。

pthread_exit函数

线程可以调用pthread_exit函数来终止自己。


#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void *countdown(void *arg) {
    for (int i = 10; i > 0; i--) {
        printf("%d\n", i);
    }
    pthread_exit(NULL);
}
int main() {
    pthread_t thread;
    pthread_create(&thread, NULL, countdown, NULL);
    pthread_join(thread, NULL); //等待线程结束
    printf("Countdown finished\n");
    return 0;
}

上面的示例中，通过调用pthread_exit(NULL)来终止线程。在主线程中使用pthread_join函数来等待线程的结束。

pthread_cancel函数

线程可以被其他线程通过调用pthread_cancel函数来终止。


#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void *countdown(void *arg) {
    for (int i = 10; i > 0; i--) {
        printf("%d\n", i);
        sleep(1);
    }
    return NULL;
}
int main() {
    pthread_t thread;
    pthread_create(&thread, NULL, countdown, NULL);
    sleep(5); //等待5秒
    pthread_cancel(thread); //终止线程
    pthread_join(thread, NULL); //等待线程结束
    printf("Countdown finished\n");
    return 0;
}

上面的示例中，通过调用pthread_cancel函数来终止线程。在主线程中使用pthread_join函数来等待线程的结束。

4.如何停止线程

在Linux中，没有像Windows系统中的TerminateThread函数那样直接终止线程的函数。但是，我们可以通过其他方式来停止线程的执行。

退出线程

线程可以通过从入口函数返回、调用pthread_exit函数或者响应pthread_cancel信号来退出。

以下是一个示例：


#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
pthread_mutex_t lock;
int flag = 0;
void *countdown(void *arg) {
    while (1) {
        pthread_mutex_lock(&lock);
        if (flag) {
            pthread_mutex_unlock(&lock);
            break;
        }
        pthread_mutex_unlock(&lock);
        printf("Counting...\n");
        sleep(1);
    }
    return NULL;
}
int main() {
    pthread_t thread;
    pthread_mutex_init(&lock, NULL);
    pthread_create(&thread, NULL, countdown, NULL);
    
    sleep(5);
    
    pthread_mutex_lock(&lock);
    flag = 1;
    pthread_mutex_unlock(&lock);
    pthread_join(thread, NULL);
    printf("Countdown stopped\n");
    pthread_mutex_destroy(&lock);
    return 0;
}

在上面的示例中，使用一个flag变量来控制线程的退出。线程中通过轮询检查flag变量的值来判断是否退出。在主线程中，等待5秒后将flag变量设置为1，从而终止线程的执行。

发送信号

在Linux中，线程可以通过signal函数来设置信号处理函数，当接收到终止线程的信号时，线程可以在信号处理函数中退出。

以下是一个示例：


#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
void signal_handler(int signum) {
    printf("Signal received, exiting\n");
    pthread_exit(NULL);
}
void *countdown(void *arg) {
    signal(SIGUSR1, signal_handler); //设置信号处理函数
    while (1) {
        printf("Counting...\n");
        sleep(1);
    }
    return NULL;
}
int main() {
    pthread_t thread;
    pthread_create(&thread, NULL, countdown, NULL);
    
    sleep(5);
    
    pthread_kill(thread, SIGUSR1); //发送信号终止线程
    pthread_join(thread, NULL);
    printf("Countdown stopped\n");
    return 0;
}

在上面的示例中，设置了一个SIGUSR1信号处理函数，当收到该信号时，线程将调用pthread_exit函数退出。在主线程中，等待5秒后发送SIGUSR1信号来终止线程的执行。

5.总结

本文介绍了Linux下线程的概念、状态和创建终止方法。线程的创建可以使用pthread库提供的pthread_create函数来实现，线程的终止可以通过从入口函数返回、调用pthread_exit函数或者响应信号来实现。在实际开发中，根据实际需求选择合适的方法来停止线程的执行。

Linux如何停止线程？