作业：多线程实现文件拷贝，线程1拷贝一半，线程2拷贝另一半，主线程回收子线程资源。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
typedef struct
{
char *p1; // 源文件路径
char *p2; // 目标文件路径
int len; // 拷贝的长度
int start; // 开始位置
} Node;
void *copy_file_half(void *arg)
{
Node *p = (Node *)arg;
FILE *fp1 = fopen(p->p1, "r");
if (fp1 == NULL)
{
perror("fopen");
return NULL;
}
FILE *fp2 = fopen(p->p2, "w");
if (fp2 == NULL)
{
perror("fopen");
fclose(fp1);
return NULL;
}
fseek(fp1, p->start, SEEK_SET); // 移动到指定的开始位置
char buff[1024];
int len1 = 0;
int res;
while ((p->len) > len1)
{
res = fread(buff, 1, sizeof(buff), fp1);
if (res <= 0) break;
fwrite(buff, 1, res, fp2);
len1 += res;
}
fclose(fp1);
fclose(fp2);
return NULL;
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
if (argc != 3)
{
fprintf(stderr, " %s \n", argv[0]);
return -1;
}
Node p1, p2;
char *src_file = argv[1];
char *dst_file = argv[2];
FILE *fp1 = fopen(src_file, "r");
if (fp1 == NULL)
{
perror("fopen");
return -1;
}
fseek(fp1, 0, SEEK_END);
long len = ftell(fp1);
fclose(fp1);
p1.p1 = src_file;
p1.p2 = dst_file;
p1.len = len / 2;
p1.start = 0;
p2.p1 = src_file;
p2.p2 = dst_file;
p2.len = len - p1.len;
p2.start = len / 2;
pthread_t tid1, tid2;
if (pthread_create(&tid1, NULL, copy_file_half, &p1) != 0)
{
perror("pthread_create");
return -1;
}
if (pthread_create(&tid2, NULL, copy_file_half, &p2) != 0)
{
perror("pthread_create");
pthread_cancel(tid1);
return -1;
}
pthread_join(tid1, NULL);
pthread_join(tid2, NULL);
printf("完成\n");
return 0;
}
3、线程数间据传递
1）、全局变量：子主线程共享全局变量资源。
2）、局部变量作为参数地址传递，子主线程共享局部变量资源。
3）、结构体
4、pthread_self获取线程号
#include <pthread.h>
pthread_t pthread_self(void);
功能：获取调用线程的线程号
参数：无
返回值：返回调用线程的线程号。
5、pthread_exit线程退出
#include <pthread.h>
void pthread_exit(void *retval);
功能：退出调用线程
参数：任意类型的变量，存储检索后的内容。
返回值：无
6、pthread_join/pthread_detach线程回收和挂起
#include <pthread.h>
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
功能：阻塞回收子线程的资源。
参数1：要退出的线程号
参数2：线程退出时的状态，一般不接收填NULL。
返回值：成功返回0，失败返回一个错误码。
#include <pthread.h>
int pthread_detach(pthread_t thread);
功能：非阻塞将线程设置为分离态，设置为分离态的线程由系统回收资源。
参数：要设置为分离态的线程号
返回值：成功返回0，失败返回一个错误码。
1）、验证设置为分离态的子线程是否共享主线程资源结论：依然共享资源。
2）、验证主线程退出后，子线程是否立即退出结论：不会立即退出。
7、pthread_cancel，pthread_setcancelstate，pthread_setcanceltype。
#include <pthread.h>
int pthread_cancel(pthread_t thread);
功能：向线程发送取消信号。
参数：线程号
返回值：成功返回0，失败返回非0错误码。
#include <pthread.h>
int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate);
功能：设置调用线程是否可被取消
参数1： PTHREAD_CANCEL_ENABLE：默认线程可被取消 PTHREAD_CANCEL_DISABLE：线程不可被取消
参数2：线程原始的状态。
返回值：成功返回0，失败返回非0错误码。
int pthread_setcanceltype(int type, int *oldtype);
功能：设置线程延迟取消。
参数1： PTHREAD_CANCEL_DEFERRED：默认延迟取消 PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS：不延迟，立刻取消。
参数2：线程原始的类型。
返回值：成功返回0，失败返回非0错误码。
设置子线程拒绝取消状态：
设置子线程延迟取消：
1、进程线程间通信
1）、进程线程之间的区别：
进程和线程的根本区别是进程是操作系统（OS）资源分配的基本单位，而线程是处理器（CPU）任务调度和执行的基本单位
地址空间：线程共享本进程的地址空间，而进程之间是独立的地址空间。
资源：线程共享本进程的资源如内存、I/O、cpu等，不利于资源的管理和保护，而进程之间的资源是独立的，能很好的进行资源管理和保护。
健壮性：多进程要比多线程健壮，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响，但是一个线程崩溃整个进程都死掉。
执行过程：每个独立的进程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序入口，执行开销大。但是线程不能独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制，执行开销小。
可并发性：两者均可并发执行。
任务切换时：进程切换时，消耗的资源大，效率高。所以涉及到频繁的切换时，使用线程要好于进程。同样如果要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程不能用进程。
2）、同步和异步通信：
同步通信：面向比特流的通信发送方和接收方在同一时刻进行数据传输。为了实现这一点，通常需要一个时钟信号来协调数据的发送和接收。常见的同步通信协议包括I2C和SPI。时序一致性，响应确认，高传输速率。
异步通信：面向字节（8位）的通信，发送方和接收方之间没有严格的时序要求，它们可以独立进行操作，而无需等待对方的响应。数据一旦在发送方准备好，就可以立即发送，接收方在收到数据后进行处理。常见的异步通信协议包括UART。无时钟信号，适合长距离通信和不规则数据传输，潜在的延迟和速率。
3）、阻塞IO和非阻塞IO：
阻塞IO：内核IO操作彻底完成后，才返回到用户空间执行用户的操作。阻塞是指用户空间的执行状态。
非阻塞IO：用户空间的程序不需要等待内核IO操作彻底完成，可以立即返回用户空间执行用户操作，即处于非阻塞IO状态，内核空间会立即返回给用户一个状态值。
阻塞IO：调用线程一直在等待，不能干别的事情。
非阻塞IO：调用线程拿到内核返回的状态值后，IO操作能执行就执行，不能执行就执行别的线程。
4）、并发和并行：
并发：系统在同一时间段内处理多个任务的能力。并发关注的是任务之间的交替执行，任务之间可能并不真正同时运行，而是通过任务的分时调度机制，使得多个任务在时间上交错进行，从而给用户一种“同时”执行的感觉
并行：系统同时执行多个任务的能力。并行是指在多个处理器或者多核处理器上，真正同时地运行多个任务。并行化的目标是提高程序的执行效率，特别是在需要处理大量数据或计算密集型任务时，并行化可以显著减少任务的完成时间。
5）、什么是死锁，如何避免死锁？
死锁是指在多线程多进程环境中，两个或多个进程（或线程）互相持有对方所需资源，导致它们都无法继续执行的一种状态。
避免嵌套锁：尽量避免在持有一个锁的时候去申请另一个锁，因为这样可能会导致死锁的发生。统一获取锁的顺序：如果多个线程需要获取多个锁，可以约定获取锁的顺序，这样可以避免出现死锁。设置超时时间：在获取锁的时候可以设置超时时间，如果超过一定时间还没有获取到锁，就放弃获取锁并释放已经获取的锁。死锁检测：通过检测程序的锁状态来判断是否存在死锁，并进行相应的处理。减少锁的持有时间：尽量减少持有锁的时间，使得锁的争用时间变短，从而减少死锁的发生概率。
6）、进程间的通信方式有哪些
无名管道：亲缘进程通信
有名管道：任意进程通信
信号：用户可以给某个进程发送信号，一个进程也能给另一个进程发送信号，内核也可以给某个进程发送信号，信号三种默认操作：默认，捕获，忽略。
消息队列：多个进程可同时向一个消息队列发送消息，也可以同时从一个消息队列中接收消息。发送进程把消息发送到队列尾部，接受进程从消息队列头部读取消息，消息一旦被读出就从队列中删除
共享内存：共享内存是将物理空间的一片区域映射到内核空间,在将映射的内核空间与用户空间的区域进行连接。共享内存的操作不是一次性的，当共享内存段中的数据被读取后，依然存在。共享内存是所有进程间通信方式中效率最高的，原因是，操作共享内存段时，无需进行用户空间和内核空间的切换。
信号灯集：信号号灯集中的每一个灯，都控制一个进程信号灯集中的等的编号都是从0开始，信号灯集中的每个灯都维护了一个value值，当value为0时，处于阻塞状态,等待其他进程将该资源的值加到1。
套接字：内核提供的函数，用于创建一个套接字，并返回当前套接字的文件描述符，通过套接字文件描述符可以实现多个进程之间的通信，可以通过文件描述符进程进程之间的绑定。
2、线程间的同步互斥
1、线程可以通过全局变量和局部变量实现数据通信。
2、进程运行空间都是独立的，不能进行数据通信
3、多线程间数据共享有可能执行同一个动作，导致数据异常，所以要加上互斥锁。
4、多线程除了互斥之外还有同步，也就是一个线程完成任务后，交给第二个线程完成。
5、线程访问的全局变量的资源，全局变量属于临界资源。
6、访问临界资源的代码属于临界区。
7、多个线程访问临界资源时无法确定谁先访问谁后访问，属于竞态。
3、线程互斥之互斥锁
1、一个线程执行任务时其他线程处于等待状态，执行任务后第二个线程再进来执行，但是执行不分先后顺序。
2、互斥锁本质上也是一个临界资源，线程获取到锁资源后执行。
3、定义和初始化互斥锁，线程上锁，解锁，销毁锁资源。
4、临界资源实质上是一个全局变量，所有的线程都共享这个资源。
#include <pthread.h>
pthread_mutex_t fastmutex =
PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;静态初始化快速锁
pthread_mutex_t recmutex
PTHREAD_RECURSIVE_MUTEX_INITIALIZER_NP;静态初始化递归锁
pthread_mutex_t errchkmutex = PTHREAD_ERRORCHECK_MUTEX_INITIALIZER_NP;静态初始化差错锁
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *mutexattr); 概念：动态初始化互斥锁。
参数1：互斥锁地址
参数2：互斥锁属性，一般默认属性填NULL
返回值：返回0，不会失败。
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
功能：给临界区（访问临界资源的代码）上锁
参数：互斥锁地址
返回值：成功返回0，失败返回非0错误码。
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
功能：给临界区（访问临界资源的代码）解锁
参数：互斥锁地址
返回值：成功返回0，失败返回非0错误码。
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
功能：销毁锁资源
参数：互斥锁地址
返回值：成功返回0，失败返回非0错误码。
线程产生的竞态现象：
加入静态互斥锁解决竞态
加入动态互斥锁解决竞态
思维导图
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