Параллельное и распределенное программирование на С++

Имя

pthread_create — функция создания потока.

Синопсис

THR

#include <pthread.h>

int pthread_create (pthread_t *restrict thread, const pthread_attr_t *restrict attr, void * (*start_routine) (void*), void *restrict arg);

Описание

Функция pthread_create используется для создания в процессе нового потока с атрибутами, заданными параметром attr . Если значение параметра attr равно NULL, используются атрибуты, действующие по умолчанию. Если атрибуты, заданные параметром attr, будут модифицироваться позже, то на атрибуты уже созданного потока это не повлияет. При успешном завершении функция pthread_create сохраняет ID-значение созданного потока в области памяти, адресуемой параметром thread.

При создании потока выполняется функция start_routine, которая вызывается с единственным аргументом arg . Если функция start_routine выполнится до конца, то результат будет таким, как если бы было сделано явное обращение к функции pthread_exit , использующей в качестве состояния выхода (exit status) значение, возвращаемое функцией start_routine. Обратите внимание на то, что поток, в котором изначально вызывалась функция main, отличается от функции start_routine. При выходе из функции main результат будет таким, как если бы было сделано явное обращение к функции exit , использующей в качестве состояния выхода значение, возвращаемое функцией main .

Статус сигналов для нового потока будет инициализирован следующим образом:

• маска сигналов будет унаследована от создающего потока;

• множество необработанных сигналов для нового потока будет пустым.

Среда обработки данных с плавающей точкой будет унаследована от создающего потока.

При неудачном выполнении функции pthread_create поток не создается, а содержимое области, адресуемое параметром thread, остается неопределенным.

TCT

 Если определено значение _POSIX_THREAD_CPUTIME, новый поток получит доступ к таймеру центрального процессора (CPU-time clock), и начальное значение для этих часов будет установлено равным нулю.

Возвращаемое значение

При успешном завершении функция pthread_create возвращает нулевое значение; в противном случае — код ошибки, обозначающий ее характер.

Ошибки

Функция pthread_create завершится неудачно, если:

[EAGAIN] в системе недостаточно ресурсов, необходимых для создания еще одного потока, или был превышен предел ({PTHREAD_THREADS_MAX}), установленный в системе для общего количества потоков в процессе;

[EINVAL] значение, заданное параметром attr , недействительно;

[EPERM] инициатор вызова не имеет соответствующего разрешения на установку требуемых параметров планирования или стратегии планирования.

Эта функция не возвращает код ошибки [EINTR].

Примеры

Отсутствуют.

Замечания по использованию

Отсутствуют.

Логическое обоснование

В качестве альтернативного решения для функции pthread_create предлагалось определить две отдельные операции: «создать» и «запустить». Для некоторых приложений такое поведение было бы более естественным. В среде Ada, в частности, отделено «создание» задачи от ее «активизации».

Разбиение этой операции на две части разработчиками стандарта было отклонено по нескольким причинам.

• Количество вызовов, требуемых для запуска потока, в этом случае возросло бы от одного до двух, что, таким образом, возложило бы излишние расходы на приложения, которым не нужна дополнительная синхронизация. Однако второго вызова можно было бы избежать за счет усложнения атрибута состояния запуска.

• Для потока пришлось бы вводить дополнительное состояние, которое можно определить как «созданный, но не активизированный». Это потребовало бы введения стандарта для определения поведения операций потока в случае, когда поток еще не начал выполняться.

• Для приложений, которым подходит именно такое поведение, можно сымитировать два отдельных действия с использованием существующих средств. Функцию start_routine можно синхронизировать путем организации ожидания по условной переменной, сигнализируемой операцией активизации потока.

При реализации Ada-приложений можно создавать потоки в любой из двух точек Ada-программы: при создании объекта задачи или при ее активизации. В случае принятия первого варианта функции start_routine пришлось бы ожидать по условной переменной получения «приказа» начать активизацию. Второй вариант не требует использования условной переменной или дополнительной синхронизации. В любом случае при создании объекта задачи потребовалось бы создание отдельного блока управления Ada-задачей, чтобы поддерживать рандеву-очереди.

Расширение упомянутой модели позволило бы модифицировать состояние потока между созданием и активизацией, и, следовательно, удалить объект атрибутов потока. Это предложение было отвергнуто по таким причинам.

• Должна существовать возможность установки любого состояния в объекте атрибутов потока. Это потребовало бы определения функций для модификации атрибутов потока, что не уменьшило бы количество вызовов, необходимых для установки потока. На самом деле для приложения, которое создает все потоки с использованием идентичных атрибутов, количество вызовов функций, необходимых для установки потоков, резко бы возросло. Использование объектов атрибутов потока позволяет приложению создать один набор вызовов функций установки атрибутов. В противном случае набор вызовов функций установки атрибутов пришлось бы делать для создания каждого потока.

• В зависимости от архитектурного решения функции установки состояния потока потребовали бы вызовов функций ядра системы или (по каким-то иным причинам) не могли быть реализованы как макросы, что увеличило бы расходы ресурсов на создание потока.

• Была бы утеряна возможность «классовой» организации потоков для приложений.

Предлагалась еще одна альтернатива, в которой рассматривалось использование модели, аналогичной созданию процессов, — «разветвление потока». Семантика разветвления обеспечивала бы большую гибкость, и функцию создания можно было реализовать в виде простого разветвления потока, за которым немедленно следовал вызов требуемой «запускающей» функции. Этот вариант имел такие недостатки.

• Для многих реализаций внутренний стек вызывающего потока пришлось бы дублировать, поскольку во многих архитектурах нет возможности определить размер вызывающего фрейма.

• Эффективность снизилась бы, поскольку пришлось бы копировать по крайней мере некоторую часть стека, несмотря на то, что в большинстве случаев после вызова нужной «запускающей» функции потоку уже не требуется скопированный контекст.

Будущие направления

Отсутствуют.

Смотри также

fork , pthread_exit , pthread_join , то м Base Definitions стандарта IEEE Std 1003.1-2001, <pthread.h>.