Библиотека поддержки конкурентности

C включает встроенную поддержку потоков, атомарных операций, взаимных исключений, условных переменных и хранилищ, специфичных для потоков.

Эти функции предоставляются по желанию:

если макроконстанта __STDC_NO_THREADS__ определена компилятором, заголовок <threads.h> и все имена, указанные в нём, не предоставляются;
если макроконстанта __STDC_NO_ATOMICS__ определена компилятором, заголовок <stdatomic.h> и все имена, указанные в нём, не предоставляются.

См. также _Atomic спецификатор и квалификатор типа.

Потоки

Определено в заголовке `<threads.h>`
`thrd_t`	тип объекта, определяющий поток, — тип объекта, полностью определяемый реализацией.
thrd_create (C11)	создаёт поток (функция)
thrd_equal (C11)	проверяет, ссылаются ли два идентификатора на один и тот же поток (функция)
thrd_current (C11)	получает идентификатор текущего потока (функция)
thrd_sleep (C11)	приостанавливает выполнение вызывающего потока на заданный период времени (функция)
thrd_yield (C11)	уступает текущий квант времени (функция)
thrd_exit (C11)	завершает вызывающий поток (функция)
thrd_detach (C11)	отсоединяет поток (функция)
thrd_join (C11)	ожидает завершения потока (функция)
thrd_successthrd_timedoutthrd_busythrd_nomemthrd_error (C11)	указывает код ошибки потока (константа)
thrd_start_t (C11)	псевдоним типа указателя на функцию `int()(void)`, используемый функцией `thrd_create` (псевдоним)

Атомарные операции

Определено в заголовке `<stdatomic.h>`
Операции над атомными типами
ATOMIC_BOOL_LOCK_FREEATOMIC_CHAR_LOCK_FREEATOMIC_CHAR16_T_LOCK_FREEATOMIC_CHAR32_T_LOCK_FREEATOMIC_WCHAR_T_LOCK_FREEATOMIC_SHORT_LOCK_FREEATOMIC_INT_LOCK_FREEATOMIC_LONG_LOCK_FREEATOMIC_LLONG_LOCK_FREEATOMIC_POINTER_LOCK_FREE (C11)	указывает, что данный атомный тип является безблокирующим (макроконстанта)
atomic_is_lock_free (C11)	указывает, является ли атомный объект безблокирующим (функция)
atomic_storeatomic_store_explicit (C11)	сохраняет значение в атомном объекте (функция)
atomic_loadatomic_load_explicit (C11)	считывает значение из атомного объекта (функция)
atomic_exchangeatomic_exchange_explicit (C11)	меняет значение с значением атомного объекта (функция)
atomic_compare_exchange_strongatomic_compare_exchange_strong_explicitatomic_compare_exchange_weakatomic_compare_exchange_weak_explicit (C11)	меняет значение с атомным объектом, если старое значение соответствует ожидаемому, иначе считывает старое значение (функция)
atomic_fetch_addatomic_fetch_add_explicit (C11)	атомное сложение (функция)
atomic_fetch_subatomic_fetch_sub_explicit (C11)	атомное вычитание (функция)
atomic_fetch_oratomic_fetch_or_explicit (C11)	атомное побитовое ИЛИ (функция)
atomic_fetch_xoratomic_fetch_xor_explicit (C11)	атомное побитовое исключающее ИЛИ (функция)
atomic_fetch_andatomic_fetch_and_explicit (C11)	атомное побитовое И (функция)
Тип флага и операции
atomic_flag (C11)	безблокирующий атомный булевый флаг (структура)
atomic_flag_test_and_setatomic_flag_test_and_set_explicit (C11)	устанавливает атомный флаг в true и возвращает старое значение (функция)
atomic_flag_clearatomic_flag_clear_explicit (C11)	устанавливает атомный флаг в false (функция)
Инициализация
atomic_init (C11)	инициализирует существующий атомный объект (функция)
ATOMIC_VAR_INIT (C11)(устарело в C17)(удалено в C23)	инициализирует новый атомный объект (функция-макрос)
ATOMIC_FLAG_INIT (C11)	инициализирует новый `atomic_flag` (макроконстанта)
Порядок синхронизации памяти
memory_order (C11)	определяет ограничения порядка памяти (перечисление)
kill_dependency (C11)	прерывает цепочку зависимостей для `memory_order_consume` (функция-макрос)
atomic_thread_fence (C11)	универсальная примитивная синхронизации барьера, зависящая от порядка памяти (функция)
atomic_signal_fence (C11)	барьер между потоком и обработчиком сигнала, выполняемым в том же потоке (функция)
Удобные псевдонимы типов
Имя псевдонима	Полное имя типа
`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`

Исключение взаимного доступа

Определено в заголовке `<threads.h>`
`mtx_t`	идентификатор мьютекса
mtx_init (C11)	создаёт мьютекс (функция)
mtx_lock (C11)	блокируется, пока не заблокирует мьютекс (функция)
mtx_timedlock (C11)	блокируется, пока не заблокирует мьютекс или истечёт время ожидания (функция)
mtx_trylock (C11)	блокирует мьютекс или возвращает без блокировки, если он уже заблокирован (функция)
mtx_unlock (C11)	разблокирует мьютекс (функция)
mtx_destroy (C11)	уничтожает мьютекс (функция)
mtx_plainmtx_recursivemtx_timed (C11)(C11)(C11)	определяет тип мьютекса (перечисление)
Вызов один раз
call_once (C11)	вызывает функцию ровно один раз (функция)

Условные переменные

Определено в заголовке `<threads.h>`
`cnd_t`	идентификатор условной переменной
cnd_init (C11)	создаёт условную переменную (функция)
cnd_signal (C11)	разблокирует один поток, заблокированный на условной переменной (функция)
cnd_broadcast (C11)	разблокирует все потоки, заблокированные на условной переменной (функция)
cnd_wait (C11)	блокируется на условной переменной (функция)
cnd_timedwait (C11)	блокируется на условной переменной с таймаутом (функция)
cnd_destroy (C11)	уничтожает условную переменную (функция)

Хранилище локальных данных потока

Определено в заголовке `<threads.h>`
thread_local (C11)(удалено в C23)	удобная макрокоманда для спецификатора класса хранения `_Thread_local` (макрокоманда-ключевое слово)
`tss_t`	указатель на хранилище, специфичное для потока
TSS_DTOR_ITERATIONS (C11)	максимальное число вызовов деструкторов (константа макроса)
`tss_dtor_t` (C11)	тип указателя на функцию `void()(void)`, используемый для деструктора TSS (typedef)
tss_create (C11)	создаёт указатель на хранилище, специфичное для потока, с заданным деструктором (функция)
tss_get (C11)	считывает данные из хранилища, специфичного для потока (функция)
tss_set (C11)	запись в хранилище, специфичное для потока (функция)
tss_delete (C11)	освобождает ресурсы, удерживаемые данным указателем, специфичным для потока (функция)

Зарезервированные идентификаторы

В будущих редакциях стандарта C:

имена функций, имена типов и константы перечислений, начинающиеся с cnd_, mtx_, thrd_, или tss_, и строчной буквы, могут быть добавлены к объявлениям в заголовке <threads.h>;
макросы, начинающиеся с ATOMIC_ и заглавной буквы, могут быть добавлены к макросам, определённым в заголовке <stdatomic.h>;
имена typedef, начинающиеся с atomic_ или memory_, и строчной буквы, могут быть добавлены к объявлениям в заголовке <stdatomic.h>;
константы перечислений, начинающиеся с memory_order_ и строчной буквы, могут быть добавлены к определению типа memory_order в заголовке <stdatomic.h>;
имена функций, начинающиеся с atomic_ и строчной буквы, могут быть добавлены к объявлениям в заголовке <stdatomic.h>.

Идентификаторы, зарезервированные для имён функций, всегда потенциально(с C23) зарезервированы для использования в качестве идентификаторов с внешней связью, в то время как другие перечисленные здесь идентификаторы потенциально(с C23) зарезервированы при включении <stdatomic.h>.

Объявление, определение или #undef такого идентификатора приводит к неопределённому поведению если он предоставляется стандартом или реализацией(с C23). Переносимые программы не должны использовать эти идентификаторы.

Ссылки

Стандарт C23 (ISO/IEC 9899:2023):

7.17 Атомные операции <stdatomic.h> (стр.: TBD)
7.26 Потоки <threads.h> (стр.: TBD)
7.31.8 Атомные операции <stdatomic.h> (стр.: TBD)
7.31.15 Потоки <threads.h> (стр.: TBD)

Стандарт C17 (ISO/IEC 9899:2018):

7.17 Атомные операции <stdatomic.h> (стр.: 200-209)
7.26 Потоки <threads.h> (стр.: 274-283)
7.31.8 Атомные операции <stdatomic.h> (стр.: 332)
7.31.15 Потоки <threads.h> (стр.: 333)

Стандарт C11 (ISO/IEC 9899:2011):

7.17 Атомные операции <stdatomic.h> (стр.: 273-286)
7.26 Потоки <threads.h> (стр.: 376-387)
7.31.8 Атомные операции <stdatomic.h> (стр.: 455-456)
7.31.15 Потоки <threads.h> (стр.: 456)

См. также

Документация C++ для библиотеки поддержки конкурентности

Внешние ссылки

Руководство по GNU GCC Libc: ISO C Mutexes

© cppreference.com
Licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike Unported License v3.0.
https://en.cppreference.com/w/c/thread

Библиотека поддержки конкурентности

Потоки

Атомарные операции

Операции над атомными типами

Тип флага и операции

Инициализация

Порядок синхронизации памяти

Удобные псевдонимы типов