并发支持库

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C
 
并发支持库
 

C 提供线程、原子操作、互斥、条件变量及线程特定存储的内建支持。

这些特性是可选地提供的：

  • 若编译器定义宏常量 __STDC_NO_THREADS__，则不提供头文件 <threads.h> 及所有在其中提供的名称；
  • 若编译器定义宏常量 __STDC_NO_ATOMICS__，则不提供头文件 <stdatomic.h> 及所有在其中提供的名称。

另见 _Atomic 类型说明符和限定符。

线程

在标头 <threads.h> 定义
thrd_t 实现定义的标识线程的完整对象类型
(C11)
 创建线程
(函数)
(C11)
 检查两个标识符是否表示同一线程
(函数)
(C11)
 获取当前线程标识符
(函数)
(C11)
 在给定的时间段内挂起调用方线程的执行
(函数)
(C11)
 让出当前时间片段
(函数)
(C11)
 终止调用方线程
(函数)
(C11)
 分离线程
(函数)
(C11)
 阻塞到线程终止为止
(函数)
(C11)
 指示线程错误状态
(常量)
thrd_start_t
(C11)
 函数指针类型 int(*)(void*) 的 typedef，为 thrd_create 所用
(typedef)

原子操作

在标头 <stdatomic.h> 定义
原子类型上的操作
(C11)
 指示给定的原子类型为免锁
(宏常量)
(C11)
 指示原子对象是否免锁
(函数)
(C11)
 存储值到原子对象
(函数)
(C11)
 从原子对象读取值
(函数)
(C11)
 将原子对象的值与一个值交换
(函数)
(C11)
 若原子对象的旧值为所期待的值则将之与一个值交换，否则读取该旧值
(函数)
(C11)
 原子加法
(函数)
(C11)
 原子减法
(函数)
(C11)
 原子逐位或（OR）
(函数)
(C11)
 原子逐位异或（XOR）
(函数)
(C11)
 原子逐位与（AND）
(函数)
标志类型及操作
(C11)
 免锁原子布尔标志
(结构体)
(C11)
 设置 atomic_flag 为 true 并返回旧值
(函数)
(C11)
 设置 atomic_flag 为 false
(函数)
初始化
(C11)
 初始化既存的原子对象
(函数)
(C11)(C17 中弃用)(C23 中移除)
 初始化新的原子对象
(宏函数)
(C11)
 初始化新的 atomic_flag
(宏常量)
内存同步顺序
(C11)
 定义内存顺序制约
(枚举)
(C11)
 打破 memory_order_consume 的依赖链
(宏函数)
(C11)
 通用的内存顺序依赖的栅栏同步原语
(函数)
(C11)
 线程与执行于同一线程的信号处理函数间的栅栏
(函数)
便利类型别名
typedef 名 完整类型名
atomic_bool(C11) _Atomic _Bool
atomic_char(C11) _Atomic char
atomic_schar(C11) _Atomic signed char
atomic_uchar(C11) _Atomic unsigned char
atomic_short(C11) _Atomic short
atomic_ushort(C11) _Atomic unsigned short
atomic_int(C11) _Atomic int
atomic_uint(C11) _Atomic unsigned int
atomic_long(C11) _Atomic long
atomic_ulong(C11) _Atomic unsigned long
atomic_llong(C11) _Atomic long long
atomic_ullong(C11) _Atomic unsigned long long
atomic_char8_t(C23) _Atomic char8_t
atomic_char16_t(C11) _Atomic char16_t
atomic_char32_t(C11) _Atomic char32_t
atomic_wchar_t(C11) _Atomic wchar_t
atomic_int_least8_t(C11) _Atomic int_least8_t
atomic_uint_least8_t(C11) _Atomic uint_least8_t
atomic_int_least16_t(C11) _Atomic int_least16_t
atomic_uint_least16_t(C11) _Atomic uint_least16_t
atomic_int_least32_t(C11) _Atomic int_least32_t
atomic_uint_least32_t(C11) _Atomic uint_least32_t
atomic_int_least64_t(C11) _Atomic int_least64_t
atomic_uint_least64_t(C11) _Atomic uint_least64_t
atomic_int_fast8_t(C11) _Atomic int_fast8_t
atomic_uint_fast8_t(C11) _Atomic uint_fast8_t
atomic_int_fast16_t(C11) _Atomic int_fast16_t
atomic_uint_fast16_t(C11) _Atomic uint_fast16_t
atomic_int_fast32_t(C11) _Atomic int_fast32_t
atomic_uint_fast32_t(C11) _Atomic uint_fast32_t
atomic_int_fast64_t(C11) _Atomic int_fast64_t
atomic_uint_fast64_t(C11) _Atomic uint_fast64_t
atomic_intptr_t(C11) _Atomic intptr_t
atomic_uintptr_t(C11) _Atomic uintptr_t
atomic_size_t(C11) _Atomic size_t
atomic_ptrdiff_t(C11) _Atomic ptrdiff_t
atomic_intmax_t(C11) _Atomic intmax_t
atomic_uintmax_t(C11) _Atomic uintmax_t

互斥

在标头 <threads.h> 定义
mtx_t 互斥体标识符
(C11)
 创建互斥体
(函数)
(C11)
 阻塞到锁定互斥体为止
(函数)
(C11)
 阻塞到锁定互斥体或超时为止
(函数)
(C11)
 锁定互斥体，若已锁定则返回而不阻塞
(函数)
(C11)
 解锁互斥体
(函数)
(C11)
 销毁互斥体
(函数)
(C11)(C11)(C11)
 定义互斥体的类型
(枚举)
一次调用
(C11)
 对一个函数恰好调用一次
(函数)

条件变量

在标头 <threads.h> 定义
cnd_t 条件变量标识符
(C11)
 创建条件变量
(函数)
(C11)
 除阻阻塞于条件变量上的一个线程
(函数)
(C11)
 除阻所有阻塞于条件变量上的线程
(函数)
(C11)
 在条件变量上阻塞
(函数)
(C11)
 在条件变量上阻塞一段时长
(函数)
(C11)
 销毁条件变量
(函数)

线程局域存储

在标头 <threads.h> 定义
(C11)(C23 中移除)
 存储类指示符 _Thread_local 的便利宏
(关键词宏)
tss_t 线程特定存储的指针
(C11)
 析构器被调用的最大次数
(宏常量)
tss_dtor_t
(C11)
 函数指针类型 void(*)(void*)，用作 TSS 析构器
(typedef)
(C11)
 以给定的析构器，创建线程特定存储指针
(函数)
(C11)
 从线程特定存储读取
(函数)
(C11)
 写入线程特定存储
(函数)
(C11)
 释放给定的线程特定存储指针所保有的资源
(函数)

保留标识符

在 C 标准的未来修订中：

  • 以 cnd_、mtx_、thrd_ 或 tss_ 带一个小写字母开始的函数名、类型名与枚举常量可能添加到 <threads.h> 头文件中的声明；
  • 以 ATOMIC_ 带一个大写字母开始的宏名可能添加到 <stdatomic.h> 头文件中的宏定义；
  • 以 atomic_ 或 memory_ 带一个小写字母开始的 typedef 名可能添加到 <stdatomic.h> 头文件中的声明；
  • 以 memory_order_ 带一个小写字母开始的枚举常量可能添加到 <stdatomic.h> 头文件中的 memory_order 类型的定义；
  • 以 atomic_ 带一个小写字母开始的函数名可能添加到 <stdatomic.h> 头文件。

为函数名保留的表示符始终潜在地 (C23 起)对作为带外部链接的标识符的使用保留，而此处列出的其他标识符在包含 <stdatomic.h> 时潜在地 (C23 起)被保留。

声明、定义或 #undef 这种标识符导致未定义行为，若标准或实现提供它 (C23 起)。可移植的程序不应使用这些标识符。

引用

  • C23 标准（ISO/IEC 9899:2024）：
  • 7.17 Atomics <stdatomic.h> （第 TBD 页）
  • 7.26 Threads <threads.h> （第 TBD 页）
  • 7.31.8 Atomics <stdatomic.h> （第 TBD 页）
  • 7.31.15 Threads <threads.h> （第 TBD 页）
  • C17 标准（ISO/IEC 9899:2018）：
  • 7.17 Atomics <stdatomic.h> （第 200-209 页）
  • 7.26 Threads <threads.h> （第 274-283 页）
  • 7.31.8 Atomics <stdatomic.h> （第 332 页）
  • 7.31.15 Threads <threads.h> （第 333 页）
  • C11 标准（ISO/IEC 9899:2011）：
  • 7.17 Atomics <stdatomic.h> （第 273-286 页）
  • 7.26 Threads <threads.h> （第 376-387 页）
  • 7.31.8 Atomics <stdatomic.h> （第 455-456 页）
  • 7.31.15 Threads <threads.h> （第 456 页）

参阅

外部链接

GNU GCC Libc Manual: ISO C Mutexes
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