Linux：线程控制相关函数（POSIX线程库）

线程控制相关函数

POSIX线程库（用户级库）

• 线程有关的函数构成了一个完整的系列，绝大多数函数的名字都是以“pthread_”打头的
• 要使用这些函数库，要通过引入头文 <pthread.h>
• 链接这些线程函数库时要使用编译器命令的 “-lpthread” 选项

1、创建线程（pthread_create）

函数使用

功能：创建一个新的线程
原型

int pthread_create(pthread_t *thread, 
                  const pthread_attr_t *attr,
                  void *(*start_routine),
                  (void*), void *arg);

参数：
thread: 返回创建出新线程的ID
attr: 设置线程的属性，attr为NULL表示使用默认属性（一般设置为NULL）
start_routine: 是个函数地址，线程启动后要执行的函数
arg: 传给线程启动函数的参数
返回值： 成功返回0；失败返回对应的错误码

错误检查:

• 传统的一些函数是成功返回0，失败返回-1，并且对全局变量errno赋值以指示错误。
• pthreads函数出错时不会设置全局变量errno（而大部分其他POSIX函数会这样做）。而是将错误代码通过返回值返回
• pthreads同样也提供了线程内的errno变量，以支持其它使用errno的代码。对于pthreads函数的错误，建议通过返回值业判定，因为读取返回值要比读取线程内的errno变量的开销更小。

示例代码

输出结果和分析如下：

2、线程终止（三种方法）

如果需要只终⽌某个线程⽽不终⽌整个进程,可以有三种⽅法:

1. 从线程函数内部return。 这种⽅法对主线程不适⽤,从main函数return相当于调⽤exit。也就是说我想要终止这个线程就在这个线程内部进行return，如果在主线程内部return则意味着进程退出。
   
2. 新线程可以调⽤pthread_ exit终⽌⾃⼰，pthread_ exit的参数就是最后该线程的返回值，是一个输出型参数。但是新线程不能调exit，主线程则可以调用exit，主线程调用exit说明进程退出，相当于return了，因为主线程可以等待所有新线程退出了它才退出。
   函数使用场景：
   
3. ⼀个线程可以调⽤pthread_ cancel终⽌同⼀进程中的另⼀个线程（一个线程可以被取消）
   函数使用场景：
   

pthread_exit函数使用

功能： 线程终⽌
原型

void pthread_exit(void *value_ptr);

参数
value_ptr: value_ptr不要指向⼀个局部变量。
返回值： ⽆返回值，跟进程⼀样，线程结束的时候⽆法返回到它的调⽤者（⾃⾝）

这里的value_ptr参数的类型时void*，我们发现这里pthread_exit的参数和线程的返回值的类型一样，可以理解为，线程退出时如果调用pthread_exit函数来退出该线程，那么就是通过该函数的参数将返回值带出的，也就是圆括号里的参数就是该线程的返回值。

需要注意,pthread_exit或者return返回的指针所指向的内存单元必须是全局的或者是⽤malloc分配的,不能在线程函数的栈上分配,因为当其它线程得到这个返回指针时线程函数已经退出了。

pthread_cancel函数使用

功能： 取消⼀个执⾏中的线程
原型

int pthread_cancel(pthread_t thread);

参数
thread: 要终止线程的ID
返回值： 成功返回0；失败返回错误码

3、线程等待（pthread_join阻塞式等待）

线程等待函数使用

功能： 等待线程结束（默认阻塞式等待）
原型

int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr);

参数
thread: 要等待的线程的ID
value_ptr: 它指向⼀个指针，后者指向线程的返回值，这个参数是为了看到新线程的返回值，因为线程的返回值是void*，因此我们传的时候要穿void**，也就是说这个参数是一个指向指针的指针。
返回值： 成功返回0；失败返回错误码
注意：线程在等待时只需要获取退出码就行，因为线程结束只有两种情况，代码跑完结果对和代码跑完结果不对，不会有异常退出的情况，因为一旦有一个线程出现了异常，整个进程都有可能会挂掉

调用该函数的线程将挂起等待,直到id为thread的线程终止（阻塞式等待）。 thread线程以不同的方法终止,通过pthread_join得到的终止状态是不同的，总结如下:

1. 如果thread线程通过return返回,value_ ptr所指向的单元里存放的是thread线程函数的返回值。
2. 如果thread线程被别的线程调用pthread_ cancel异常终掉,value_ ptr所指向的单元里存放的是常数PTHREAD_CANCELED（值为-1）。
3. 如果thread线程是自己调用pthread_exit终止的,value_ptr所指向的单元存放的是传给pthread_exit的参数。
4. 如果对thread线程的终止状态不感兴趣,可以传NULL给value_ ptr参数

示例代码：

运行结果及分析：

4、线程分离（pthread_detach）

默认情况下，新创建的线程是joinable的，线程退出后，需要对其进行线程等待pthread_join操作，否则无法释放资源，从而造成系统泄漏。
如果不关心线程的返回值，join是一种负担，这个时候，我们可以告诉系统，当线程退出时，自动释放线程资源。

函数使用：

功能： 分离一个线程

int pthread_detach(pthread_t thread);

参数： thread表示要分离的线程id，也可以线程自己分离自己
返回值： 成功返回0；失败返回错误码

这里我们需要注意的是，一个线程如果被分离了，那么这个线程就不能被创建该线程的线程所等待。
验证代码：

操作结果：