一.进程与线程的区别
典型的Linux进程可以看成只有一个控制线程，一个进程在同一时刻只做了一件事情。有了多个控制线程后，在程序设计时可以把进程设计成在同一时刻不止一件事，每个线程各自处理独立的任务。
进程是程序执行的一个实例。
线程本身不具有内存空间。
一个进程里面可以创建多个线程。
进程本身不是基本运行单位，而是线程的容器，程序本身只是指令、数据及其组织形式的描述，进程才是程序（那些指令和数据）的真正运行实例。
进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，
总的来说：进程有独立的地址空间，线程没有单独的地址空间（同一进程内线程共享进程的地址空间）。
一个进程的开销大约是一个线程开销的30倍左右。
使用多线程的理由：1.它是一个节俭的多任务操作方式. 2.线程间方便通信机制。
二.线程创建等待及退出
多线程开发在Linux平台上已经有pthread库支持。涉及的多线程开发最基本概念主要包括：线程、互斥锁、条件。
线程：线程的船舰、退出、等待3种。
互斥锁：包括4种，分别是创建、销毁、加锁和解锁。
条件：有5种，创建、销毁、触发、广播和等待。
其他的一些线程扩展概念，如信号灯等，都可以通过上面的三个基本元素的基本操作封装出来。
1.线程创建
#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *restrict tidp, const pthread_attr_t *restrict attr, void *(*start_rtn)(void *), void *restrict arg);
// 返回：若成功返回0，否则返回错误编号当pthread_create成功返回时，由tidp指向的内存单元被设置为新创建线程的线程ID。attr参数用于定制各种不同的线程属性，暂可以把它设置为NULL，以创建默认属性的线程。
新创建的线程从start_rtn函数的地址开始运行，该函数只有一个无类型指针参数arg。如果需要向start_rtn函数传递的参数不止一个，那么需要把这些参数放到一个结构中，然后把这个结构的地址作为arg参数传入。
2.线程退出
单个线程可以通过以下三种方式退出，在不终止整个进程的情况下停止它的控制流：
1）线程只是从启动例程中返回，返回值是线程的退出码。
2）线程可以被同一进程中的其他线程取消。
3）线程调用pthread_exit：
#include <pthread.h>
int pthread_exit(void *rval_ptr);rval_ptr是一个无类型指针，与传给启动例程的单个参数类似。进程中的其他线程可以通过调用pthread_join函数访问到这个指针。
3.线程等待
#include <pthread.h>
int pthread_join(pthread_t thread, void **rval_ptr);
// 返回：若成功返回0，否则返回错误编号调用这个函数的线程将一直阻塞，直到指定的线程调用pthread_exit、从启动例程中返回或者被取消。如果例程只是从它的启动例程返回i，rval_ptr将包含返回码。如果线程被取消，由rval_ptr指定的内存单元就置为PTHREAD_CANCELED。
可以通过调用pthread_join自动把线程置于分离状态，这样资源就可以恢复。如果线程已经处于分离状态，pthread_join调用就会失败，返回EINVAL。
如果对线程的返回值不感兴趣，可以把rval_ptr置为NULL。在这种情况下，调用pthread_join函数将等待指定的线程终止，但并不获得线程的终止状态。
4. 线程脱离
一个线程或者是可汇合（joinable，默认值），或者是脱离的（detached）。当一个可汇合的线程终止时，它的线程ID和退出状态将留存到另一个线程对它调用pthread_join。脱离的线程却像守护进程，当它们终止时，所有相关的资源都被释放，我们不能等待它们终止。如果一个线程需要知道另一线程什么时候终止，那就最好保持第二个线程的可汇合状态。
pthread_detach函数把指定的线程转变为脱离状态。
#include <pthread.h>
int pthread_detach(pthread_t thread);
// 返回：若成功返回0，否则返回错误编号本函数通常由想让自己脱离的线程使用，就如以下语句：
pthread_detach(pthread_self());5. 线程ID获取及比较
#include <pthread.h>
pthread_t pthread_self(void);
// 返回：调用线程的ID对于线程ID比较，为了可移植操作，我们不能简单地把线程ID当作整数来处理，因为不同系统对线程ID的定义可能不一样。我们应该要用下边的函数：
#include <pthread.h>
int pthread_equal(pthread_t tid1, pthread_t tid2);
// 返回：若相等则返回非0值，否则返回0对于多线程程序来说，我们往往需要对这些多线程进行同步。同步（synchronization）是指在一定的时间内只允许某一个线程访问某个资源。而在此时间内，不允许其它的线程访问该资源。我们可以通过互斥锁（mutex），条件变量（condition variable）和读写锁（reader-writer lock）来同步资源。
1 #include <stdio.h>
2 #include <pthread.h>
3
4 void *func1(void *arg)
5 {
6 static int ret =10;
7
8 printf("t1:%ld thread is create\n",(unsigned long)pthread_self());
9 printf("t1:param is %d\n",*((int *)arg));
10
11 pthread_exit((void *)&ret);
12 }
13
14 int main()
15 {
16 int ret;
17 int param=100;
18 pthread_t t1;
19
20 int *pret;
21
22 ret=pthread_create(&t1,NULL,func1,(void *)¶m);
23 if(ret==0){
24 printf("main:create t1 success\n");
25 }
26 printf("main:%ld thread is create\n",(unsigned long)pthread_self());
27
28 pthread_join(t1,(void **)&pret);
29
30 printf("main:t1 quit: %d\n",*pret);
31 return 0;
32 }
三.线程同步之互斥量加锁解锁
互斥量从本质上来说是一把锁，在访问共享资源前对互斥量进行加锁，在访问后释放互斥量上的锁。对互斥量进行加锁后，任何其他试图再次对互斥量加锁的线程将会被阻塞直到当前线程释放该互斥锁。如果释放互斥锁时有多个线程阻塞，所有在该互斥锁上的阻塞线程都会变成可运行状态，第一个变为可运行状态的线程可以对互斥量加锁，其他线程将会看到互斥锁依然被锁住，只能回去等待它重新变为可用。在这种方式下，每次只有一个线程可以向前运行。
1.创建及销毁互斥锁
#include <pthread.h>
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t mutex);
// 返回：若成功返回0，否则返回错误编号要用默认的属性初始化互斥量，只需把attr设置为NULL。
2.加锁及解锁
#include <pthread.h>
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t mutex);
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t mutex);
// 返回：若成功返回0，否则返回错误编号如果线程不希望被阻塞，它可以使用pthread_mutex_trylock尝试对互斥量进行加锁。如果调用pthread_mutex_trylock时互斥量处于未锁住状态，那么pthread_mutex_trylock将锁住互斥量，不会出现阻塞并返回0，否则pthread_mutex_trylock就会失败，不能锁住互斥量，而返回EBUSY。
1 #include <stdio.h>
2 #include <pthread.h>
3
4
5 int g_data=0;
6
7 pthread_mutex_t mutex;
8
9 void *func1(void *arg)
10 {
11 int i;
12
13 pthread_mutex_lock(&mutex);
14
15 for(i=0;i<5;i++){
16 printf("t1:%ld thread is create\n",(unsigned long)pthread_self());
17 printf("t1:param is %d\n",*((int *)arg));
18 }
19 pthread_mutex_unlock(&mutex);
20 }
21
22 void *func2(void *arg)
23 {
24 pthread_mutex_lock(&mutex);
25
26 printf("t2:%ld thread is create\n",(unsigned long)pthread_self());
27 printf("t2:param is %d\n",*((int *)arg));
28
29 pthread_mutex_unlock(&mutex);
30 }
31
32
33 int main()
34 {
35 int ret;
36 int param=100;
37 pthread_t t1;
38 pthread_t t2;
39
40 pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
41
42 ret=pthread_create(&t1,NULL,func1,(void *)¶m);
43 if(ret==0){
44 printf("main:create t1 success\n");
45 }
46
47 ret=pthread_create(&t2,NULL,func2,(void *)¶m);
48 if(ret==0){
49 printf("main:create t2 success\n");
50 }
51
52 printf("main:%ld\n",(unsigned long)pthread_self());
53
54 pthread_join(t1,NULL);
55 pthread_join(t2,NULL);
56
57 pthread_mutex_destroy(&mutex);
58 return 0;
59 }
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~
~ 四.互斥锁进入死锁怎么办
由于互斥锁使用不当，导致多个进程无法进行下一步的代码运行，也就是说竞争两个线程的锁卡住了。
五.线程条件控制实现线程的同步
条件变量是线程另一可用的同步机制。条件变量给多个线程提供了一个会合的场所。条件变量与互斥量一起使用时，允许线程以无竞争的方式等待特定的条件发生。
条件本身是由互斥量保护的。线程在改变条件状态前必须首先锁住互斥量，其他线程在获得互斥量之前不会察觉到这种改变，因为必须锁定互斥量以后才能计算条件。
条件变量使用之前必须首先初始化，pthread_cond_t数据类型代表的条件变量可以用两种方式进行初始化，可以把常量PTHREAD_COND_INITIALIZER赋给静态分配的条件变量，但是如果条件变量是动态分配的，可以使用pthread_cond_destroy函数对条件变量进行去除初始化（deinitialize）。
1. 创建及销毁条件变量
#include <pthread.h>
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond, const pthread_condattr_t *restrict attr);
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t cond);
// 返回：若成功返回0，否则返回错误编号除非需要创建一个非默认属性的条件变量，否则pthread_cont_init函数的attr参数可以设置为NULL。
2. 等待
#include <pthread.h>
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex);
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex, cond struct timespec *restrict timeout);
// 返回：若成功返回0，否则返回错误编号pthread_cond_wait等待条件变为真。如果在给定的时间内条件不能满足，那么会生成一个代表一个出错码的返回变量。传递给pthread_cond_wait的互斥量对条件进行保护，调用者把锁住的互斥量传给函数。函数把调用线程放到等待条件的线程列表上，然后对互斥量解锁，这两个操作都是原子操作。这样就关闭了条件检查和线程进入休眠状态等待条件改变这两个操作之间的时间通道，这样线程就不会错过条件的任何变化。pthread_cond_wait返回时，互斥量再次被锁住。
pthread_cond_timedwait函数的工作方式与pthread_cond_wait函数类似，只是多了一个timeout。timeout指定了等待的时间，它是通过timespec结构指定。
3. 触发
#include <pthread.h>
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t cond);
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t cond);
// 返回：若成功返回0，否则返回错误编号这两个函数可以用于通知线程条件已经满足。pthread_cond_signal函数将唤醒等待该条件的某个线程，而pthread_cond_broadcast函数将唤醒等待该条件的所有进程。
注意一定要在改变条件状态以后再给线程发信号。
1 #include <stdio.h>
2 #include <pthread.h>
3 #include <unistd.h>
4
5 int g_data=0;
6
7 pthread_mutex_t mutex;
8 pthread_cond_t cond;
9
10 void *func1(void *arg)
11 {
12 printf("t1:%ld thread is create\n",(unsigned long)pthread_self());
13 printf("t1:param is %d\n",*((int *)arg));
14
15 while(1){
16
17 pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
18 printf("t1 run===============\n");
19
20 printf("t1:%d\n",g_data);
21 g_data=0;
22 sleep(1);
23 }
24
25 }
26
27 void *func2(void *arg)
28 {
29
30 printf("t2:%ld thread is create\n",(unsigned long)pthread_self());
31 printf("t2:param is %d\n",*((int *)arg));
32
33 while(1){
34
35 printf("t2:%d\n",g_data);
36 pthread_mutex_lock(&mutex);
37 g_data++;
38 if(g_data==3){
39 pthread_cond_signal(&cond);
40 }
41 pthread_mutex_unlock(&mutex);
42 sleep(1);
43 }
44 }
45
46
47 int main()
48 {
49 int ret;
50 int param=100;
51 pthread_t t1;
52 pthread_t t2;
53
54 pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
55 pthread_cond_init(&cond,NULL);
56
57 ret=pthread_create(&t1,NULL,func1,(void *)¶m);
58 if(ret==0){
59 printf("main:create t1 success\n");
60 }
61
62 ret=pthread_create(&t2,NULL,func2,(void *)¶m);
63 if(ret==0){
64 printf("main:create t2 success\n");
65 }
66
67 printf("main:%ld\n",(unsigned long)pthread_self());
68 while(1){
69 printf("main:%d\n",g_data);
70 sleep(1);
71 }
72
73 pthread_join(t1,NULL);
74 pthread_join(t2,NULL);
75
76 pthread_mutex_destroy(&mutex);
77 return 0;
78 }
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