Pthread 개념

목표

- Thread를 이해한다

- Pthread를 이용하여 기본적인 thread programming을 할 수 있다.

 

목차

1. Thread

2. Pthread

3. Pthread create / exit

4. Pthread join / detach

5. Thread에서의 변수 공유

6. 상호 배제

 

1. Thread

Thread란?

경량 프로세스(ligthweight process: LWP)

- 일반 프로세스는 생성 시 자신만의 메모리 영역을 할당 받는다

   : PCB, code, static, heap, stack 등

- Thread : PCB와 스택만 별도로 할당 받고 나머지는 부모 프로세스와 공유

- 생성과 전환(context switch)시 프로세스보다 오버헤드가 적다

 

대부분 운영체제가 여러 쓰레드가 하나의 프로세스가 되도록 운영

- 새로운 프로세스 생성 시 무조건 쓰레드 생성

- exec 등으로 변경 사항이 있을 때에만 새 메모리 할당

- 프로세스 == 쓰레드 그룹

 

multi-thread

여러개의 병행 프로세스처럼 독립적으로 동작

- 개별적으로 스케줄 가능

- 지역변수는 독립적으로 사용

- 전역변수는 공유

- 자원을 공유하므로 효과적

 

thread

Thread 사용 예제

multithreaded web server

2. Pthread

POSIX thread

- IEEE POSIX 1003.1c(1995)에서 표준 thread API로 제정

Pthread Programming

- file

#include <pthread.h>

- compile

$gcc *.c - pthread

 

3. Pthread create / exit

Pthread create

Arguments

- pthread_t *th : 생성된 thread에 대한 식별자에 대한 구조체 포인터

- pthread_arrt_t * attr : thread의 속성을 지정하기 위해 사용, 디폴트 속성을 NULL

- void *(start_routine)(void *) : 분기 시켜서 실행할 thread함수

- void *arg : start_routine 함수에 넘겨줄 argument

 

Return value

- 성공하면 0을 return, 에러가 발생하면 non-zero를 return하고 errno를 설정

 

Thread exit

현재 실행 중인 thread를 종료

cleanup handler : pthread_cleanup_push로 cleanup handler가 정의되어 있다면 pthread_exit가 내부적으로 호출

Arguments

- void * retval : thread가 종료할 때의 return value

 

4. Pthread join / detach

join

- pthread_join을 호출한 thread는 thread에 대한 종료를 기다림

- thread는 자신의 종료상태를 main thread에 통보

 

Detach

- thread가 프로세스와 분리

- 자신이 사용했던 자원을 바로 반납

- thread가 어떻게 종료되던지 상관이 없게 되었을 때 detach시킨다.

 

Thead join

waitpid()와 유사, thread가 종료하기를 기다린다.

Arguments

- pthread_t thread : join할 thread identifier

- void **thread_return : thread의 return value

Return value

- 성공하면 0, 에러가 발생하면 non-zero를 리턴하고 errno를 설정

 

Thread detach

thread를 분리시킨다. 분리된 thread는 pthread_join()으로 기다릴 수 없다

Arguments

- pthread_t th: detach된 쓰레드는 pthread_joind을 호출하지 않아도 자동으로 모든 resource가 free 된다.

Return value

- 성공하면 0, 에러가 발생하면 non-zero를 리턴하고 errno를 설정

 

5. Thread에서의 변수 공유

thread는 전역변수와 static 변수를 공유

동기화가 필요.

 

6. 상호 배제

- pthread_mutex_init :  mutex객체 초기화

- pthread_mutex_destroy mutex : 객체 제거

- pthread_mutex_lock : mutex lock 요청

- pthread_mutex_unlock : mutex lock 해제