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Android native层的线程分析(C++)，多线程实现
1.native线程的创建
pthread_t //表示线程ID
pthread_equal (pthread_t __thread1, pthread_t __thread2);//比较线程ID
pthread_t pthread_self (void);//用户返回线程ID
pthread_create()//线程创建
编写Android.mk文件，
这个MK文件是一个Android.mk构建脚本，用于指导Android Native Development Kit (NDK)如何编译和链接两个可执行模块：android_thread 和 linux_thread。下面是该脚本的详细解析：
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_SRC_FILES := MyThread.cpp \
Main.cpp \
LOCAL_SHARED_LIBRARIES :=libandroid_runtime \
libcutils \
libutils \
liblog
LOCAL_MODULE := android_thread
LOCAL_PRELINK_MODULE := false
include $(BUILD_EXECUTABLE)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_SRC_FILES := thread_posix.c
LOCAL_MODULE := linux_thread
LOCAL_SHARED_LIBRARIES :=liblog
LOCAL_PRELINK_MODULE := false
include $(BUILD_EXECUTABLE)
//把thread_posix.c 文件编译(BUILD_EXECUTABLE)成为一个二进制的可执行文件，这个二进制可执行文件的名字是linux_thread。
第一部分：android_thread模块
- LOCAL_PATH: 这一行定义了当前目录的路径，通过
my-dir函数自动获取，作为查找其他文件（如源代码文件）的相对路径基础。 - include $(CLEAR_VARS): 这行代码包含了清除所有之前定义的LOCAL变量的脚本，确保为新模块提供一个干净的构建环境。
- LOCAL_SRC_FILES: 指定了要编译的源文件列表。在这个例子中，包括
MyThread.cpp和Main.cpp。 - LOCAL_SHARED_LIBRARIES: 列出了该模块需要链接的共享库，包括
libandroid_runtime,libcutils,libutils, 和liblog。这些都是Android系统提供的库，用于支持Android运行时功能、实用工具函数、日志输出等功能。 - LOCAL_MODULE: 定义了模块的名称，这里是
android_thread。 - LOCAL_PRELINK_MODULE: 设定为
false，表示该模块在预链接阶段不会被处理。预链接是一个可选步骤，通常用于减少应用启动时间，但在这里不适用。 - include $(BUILD_EXECUTABLE): 告诉NDK构建系统，根据前面定义的规则，将这些源文件编译成一个可执行文件。
第二部分：linux_thread模块
这部分结构与第一部分相似，但是针对另一个模块linux_thread：
- LOCAL_SRC_FILES 只包含一个源文件：
thread_posix.c，意味着这是一个基于POSIX线程标准实现的模块。 - LOCAL_SHARED_LIBRARIES 只列出了
liblog，说明这个模块依赖于日志库来记录日志信息。 - 其他如
LOCAL_MODULE、LOCAL_PRELINK_MODULE以及最后的include $(BUILD_EXECUTABLE)指令用法与android_thread模块相同，用于构建名为linux_thread的独立可执行模块。
综上所述，这个MK文件配置了两个C++/C语言编写的可执行模块的构建过程，一个是与Android系统紧密结合的android_thread，另一个是使用POSIX线程API的linux_thread，两者都将作为独立的可执行文件生成。
thread_posix.c
这段代码是一个简单的C语言程序，演示了如何在Linux或类Unix系统中使用POSIX线程库（pthread.h）创建并管理一个线程。同时，它也使用了Android的日志系统（通过utils/Log.h头文件）来记录日志信息。以下是代码的详细解释：
#include <pthread.h> // 包含POSIX线程库头文件
#include <stdlib.h> // 用于exit函数
#include <stdio.h> // 用于printf函数
#include <utils/Log.h> // 包含Android日志系统头文件
// 定义线程执行的函数
void *thread_posix_function(void *arg) {
(void*)arg; // 忽略传入的参数，这里没有使用
int i;
for (i = 0; i < 30; i++) {
printf("hello thread i = %d\n", i); // 打印到标准输出
ALOGD("hello thread i = %d\n", i); // 使用Android日志系统打印DEBUG级别日志
sleep(1); // 线程暂停1秒
}
return NULL; // 线程函数结束，返回空指针
}
int main(void) {
pthread_t mythread; // 定义一个线程标识符
// 创建一个新的线程，执行thread_posix_function函数，传入参数为NULL
if (pthread_create(&mythread, NULL, thread_posix_function, NULL)) {
ALOGD("error creating thread."); // 如果创建失败，记录错误日志
abort(); // 终止程序执行
}
// 主线程等待mythread线程结束
if (pthread_join(mythread, NULL)) {
ALOGD("error joining thread."); // 如果等待失败，记录错误日志
abort(); // 终止程序执行
}
ALOGD("hello thread has run end exit\n"); // 记录日志，表明线程已正确执行完毕
exit(0); // 主程序正常退出
}
这段代码首先定义了一个线程执行的函数thread_posix_function，该函数每隔一秒打印一次消息到控制台和Android日志系统，共打印30次。在main函数中，它创建了一个新的线程并执行thread_posix_function，然后主线程等待这个新线程完成其任务后才退出。整个过程中，还利用了Android的日志系统来报告错误或提供执行状态信息。
2.测试linux_thread模块
在安卓源码的根目录下创建一个文件夹，并写上mk文件，提供编译的脚本。
然后单独编译模块名即可 ===== LOCAL_MODULE
把编译后的可执行二进制文件push到设备中
执行一下，可以看到线程在打印输出。
3.Android native的Thread类
Android native的Thread类是Android提供的一个基础类
system\core\libutils\include\utils\Thread.h
system\core\libutils\Threads.cpp
智能指针，主要用来释放和控制内存。
virtual void onFirstRef();
第一次这个类被创建就会执行这个智能指针的这个方法，在这个方法里面我们就可以做一些事情了。执行线程创建并启动运行un方法，status_t run(const char* name, int32_t priority, size_t stack);，先执行readyToRun()，创建完成后，通过调用threadLoop()函数，线程请求退出方法，实现requestExit()函数。
3.1源码分析
run（）方法，可以看到它也是用的pthread那套线程api，Android的native层的线程就是基于linux的pthread方案进行封装的。
进入_threadLoop
int Thread::_threadLoop(void* user)
{
Thread* const self = static_cast<Thread*>(user);
sp<Thread> strong(self->mHoldSelf);
wp<Thread> weak(strong);
self->mHoldSelf.clear();
#if defined(__ANDROID__)
// this is very useful for debugging with gdb
self->mTid = gettid();
#endif
bool first = true;
do {
bool result;
if (first) {
first = false;
//我们一旦调用了线程的run方法之后首先执行的就是这个readyToRun方法。
self->mStatus = self->readyToRun();
result = (self->mStatus == OK);
if (result && !self->exitPending()) {
// Binder threads (and maybe others) rely on threadLoop
// running at least once after a successful ::readyToRun()
// (unless, of course, the thread has already been asked to exit
// at that point).
// This is because threads are essentially used like this:
// (new ThreadSubclass())->run();
// The caller therefore does not retain a strong reference to
// the thread and the thread would simply disappear after the
// successful ::readyToRun() call instead of entering the
// threadLoop at least once.
result = self->threadLoop();
}
} else {
result = self->threadLoop();
}
// establish a scope for mLock
{
Mutex::Autolock _l(self->mLock);
if (result == false || self->mExitPending) {
self->mExitPending = true;
self->mRunning = false;
// clear thread ID so that requestExitAndWait() does not exit if
// called by a new thread using the same thread ID as this one.
self->mThread = thread_id_t(-1);
// note that interested observers blocked in requestExitAndWait are
// awoken by broadcast, but blocked on mLock until break exits scope
self->mThreadExitedCondition.broadcast();
break;
}
}
// Release our strong reference, to let a chance to the thread
// to die a peaceful death.
strong.clear();
// And immediately, re-acquire a strong reference for the next loop
strong = weak.promote();
} while(strong != nullptr);
return 0;
}
测试
#ifndef _MYTHREAD_H
#define _MYTHREAD_H
#include <utils/threads.h>
namespace android {
class MyThread: public Thread {
public:
MyThread();
virtual void onFirstRef();
virtual status_t readyToRun();
virtual bool threadLoop();
virtual void requestExit();
private:
int hasRunCount = 0;
};
}
#endif
#define LOG_TAG "MyThread"
#include <utils/Log.h>
#include "MyThread.h"
namespace android {
MyThread::MyThread() :
Thread(false) {
ALOGD("MyThread");
}
bool MyThread::threadLoop() {
ALOGD("threadLoop hasRunCount = %d",hasRunCount);
hasRunCount++;
if (hasRunCount == 10) {
return false;
}
return true;
}
void MyThread::onFirstRef() {
ALOGD("onFirstRef");
}
status_t MyThread::readyToRun() {
ALOGD("readyToRun");
return 0;
}
void MyThread::requestExit() {
ALOGD("requestExit");
}
}
同上linux_thread操作编译push即可。
4.native层堆栈调试方法
android::CallStack()。所在线程的堆栈调用打印出来。
进入对应的cpp文件，解开注释，并且修改值为1
声明头文件
调用方法，
android::CallStack cs("zxx");
cs.update();
cs.log("zxx",ANDROID_LOG_ERROR,"=======================");
测试
