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Linux POSIX 多线程

一、多线程介绍

• 单线程：程序是一条单行道。一旦阻塞，全盘挂起。不能并发处理其他任务（网络监听、数据读取）。
• 多线程：允许程序同时执行多个任务
  • 主线程（main）：负责板卡初始化、配置文件解析，维持程序常驻保护，响应退出信号
  • 后台工作线程：独立运行在后台（UDP 监听指令、板卡数据采集、DDS网络推送…）

二、POSIX 线程函数规范

在 Linux 中，交给pthread_create执行的线程入口函数要遵循下面格式：

void*thread_func_name(void*pParam);

• 参数void* pParam：

  • void*是 C/C++ 中的 万能指针。操作系统创建线程时不知道具体业务传递什么数据（整数、结构体、指针），因此按void*传递。
  • 进入线程后，再将 pParam 强转为具体数据类型。

• 返回值void*：

  • 线程正常结束时若无特殊数据返回，直接return NULL即可。

三、线程生命周期四步

1.创建线程

​ 通知操作系统创建一个新的子线程去跑函数。

#include <pthread.h> /* pthread_t 是 Linux POSIX 线程库中用来标识线程 ID 的数据类型 */ pthread_t tid; // 线程 ID // 创建线程并启动 pthread_create(&tid, NULL, thread_func_name, (void*)&serverSock);

• &tid：传入pthread_t变量地址，用于接收系统分配的线程 ID。

• NULL：线程属性，NULL默认属性

• thread_func_name：线程入口函数名（指针）。

• (void*)&serverSock：传给子线程函数的参数指针，若无参数可传NULL。

2.编写线程入口函数

​ 线程一旦被创建，会自动进入这个函数执行，一般内部会带有while循环做常驻任务：

// 示例：数据接收线程 void* thread_func_name(void* pParam) { // 1. 将万能指针强转为实际类型 int serverSock = *(int*)pParam; // 2.线程主循环（标志位为真，就继续执行任务） while (g_running) { // 执行具体网络接收或业务处理 // recv(...); usleep(1000); // 休眠 1ms，防止CPU占用率100％ } //3.退出线程 return NULL; }

3.回收线程

​ 主线程退出或关闭服务时，需要等待后台子线程安全退出，防止子线程还在跑程序就把内存释放了：

// 1.先通过标志位通知子线程退出循环 g_running = 0; // 2.主线程阻塞等待子线程真正执行完毕并回收资源 pthread_join(tid, NULL);

• tid：要等待的子线程 ID。

• NULL：用于接收子线程return的指针，不需要时传NULL。

4.线程同步/锁

​ 如果有多个线程同时读写同一个变量（例如一个线程写数据，另一个线程读数据），为了防止数据错乱，需要加锁：

// 1.定义并初始化互斥锁 pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; // 2.上锁 pthread_mutex_lock(&lock); // 3.临界区代码（安全地读写共享数据） /* ...... */ // 4.解锁 pthread_mutex_unlock(&lock);