c11 标准中增加了多线程支持

1. 线程

c
// 创建线程
typedef unsigned long int thrd_t;

int thrd_create(thrd_t *__thr,thrd_start_t __func,void *__arg);
/*
__thr  线程id的指针
__func 接受 void * 参数的函数指针，返回值为 int 类型
__arg  传递给 __func 的参数
*/

// 判断是否同一线程
int thrd_equal (thrd_t __lhs, thrd_t __rhs);

// 返回当前线程 id
thrd_t thrd_current (void);

// 至少阻塞线程 __time_point 时间。阻塞期间线程可能会收到信号恢复执行，
// 此时如果 __remaining 非空，则剩余时间会存储到 __remaining 中
int thrd_sleep (const struct timespec *__time_point,
		       struct timespec *__remaining);

// 终止当前线程，清理所有线程私有数据并释放资源。返回在 __res 中指定的值。
void thrd_exit (int __res) __attribute__ ((__noreturn__));

// 分离线程
int thrd_detach (thrd_t __thr);

// 阻塞当前线程直到 __thr 线程结束。
// 如果 __res 非空，会存储 __thr 线程的返回值
int thrd_join (thrd_t __thr, int *__res);

// 当前线程声明可以主动让出 cpu 资源
// 停止当前线程的执行，并由系统调度程序来决定下一个执行哪个线程。
// 系统调度程序可以选择当前线程以保持运行。
void thrd_yield (void);

2. 互斥量

c
typedef union
{
  char __size[__SIZEOF_PTHREAD_MUTEX_T];
  long int __align __LOCK_ALIGNMENT;
} mtx_t;

// 根据 __type 创建互斥量，__mutex 会指向新建的互斥量
int mtx_init (mtx_t *__mutex, int __type);
/*
__type 可选值
mtx_plain      创建简单互斥量
mtx_recursive  创建可递归的互斥量（可多次加锁，也需要多次解锁）
mtx_timed      创建一个支持超时的互斥量
mtx_timed | mtx_recursive  创建一个既支持超时又可递归的互斥量
*/

// 销毁互斥量
void mtx_destroy (mtx_t *__mutex);

// 阻塞当前线程直到获得互斥锁
int mtx_lock (mtx_t *__mutex);

// 阻塞当前线程直到超时或者获得互斥锁
int mtx_timedlock (mtx_t *__restrict __mutex,
			  const struct timespec *__restrict __time_point);

// 如果 __mutex 未被加锁则对其加锁，否则直接返回
int mtx_trylock (mtx_t *__mutex);

// 释放锁，会唤醒其他等待该锁的线程
int mtx_trylock (mtx_t *__mutex);

3. 条件变量

c
typedef union
{
  char __size[__SIZEOF_PTHREAD_COND_T];
  __extension__ long long int __align __LOCK_ALIGNMENT;
} cnd_t;

// 初始化 __cond 条件变量
int cnd_init (cnd_t *__cond);

// 唤醒一个等待 __cond 条件变量的线程
int cnd_signal (cnd_t *__cond);

// 唤醒等待 __cond 条件变量的所有线程
int cnd_broadcast (cnd_t *__cond);

// 用条件变量 __cond 阻塞当前线程
int cnd_wait (cnd_t *__cond, mtx_t *__mutex);

// 阻塞当前线程直到条件变量 __cond 被唤醒或超时
int cnd_timedwait (cnd_t *__restrict __cond,
			  mtx_t *__restrict __mutex,
			  const struct timespec *__restrict __time_point);

// 销毁条件变量并释放所有资源
void cnd_destroy (cnd_t *__COND);

4. 线程私有数据

c
/* 线程对象 */
# define thread_local _Thread_local
// 使用 thread_local 修饰全局变量，这样每个线程都会拥有一个线程私有的对象
// 对象的生命周期等于线程的生存时间

/* 线程存储 */
// 线程存储可以动态的分配和释放内存

// 创建一个新的线程私有存储key，并由 _tss_id 指向
// 如果 __destructor 非空，在线程终止时会调用该函数 
// tss_dtor_t 为 void (*tss_dtor_t) (void*) 的函数指针
int tss_create (tss_t *__tss_id, tss_dtor_t __destructor);

// 获取 __tss_id 标识的线程私有存储
void *tss_get (tss_t __tss_id);

// 将 __tss_id 对应的值设置为 __val
int tss_set (tss_t __tss_id, void *__val);

// 释放 __tss_id 标识的线程私有存储
void tss_delete (tss_t __tss_id);

5. 其他

c
// __func 函数只执行一次，即使从多个线程调用
// 所有调用都必须使用相同的 __flag 参数
void call_once (once_flag *__flag, void (*__func)(void));