线程的创建、等待、终止以及属性

LWP：轻量级进程，因为Linux下的线程是用进程模拟的，所以它比线程大一点，比进程小一点

在 Linux上线程函数位于 libpthread共享库中 ,因此在 编译时要加上 -lpthread选项。

一、创建线程：

thread->线程 id   attr->线程属性（可分离，可结合（默认））    start_routine->创建的线程的执行流（即线程对应的函数）   arg->执行流的参数

返回值 : 成功返回 0, 失败返回错误号。

以前学过的系统函数都是成功返回 0, 失败返回 -1, 而错误 号保存在全局量 errno 中。

而 pthread 库的函数都是通过返回值返回错误号 , 虽然每个线程也都 有一个 errno, 但这是为了兼容其它函数接口而提供的 ,pthread 库本身并不使用它 , 通过返回值 返回错误码更加清晰。

在一个线程中调用 pthread_create()创建新的线程后,当前线程从 pthread_create()返回继续往下执行。

start_routine返回时, 这个线程就退出了 ,其它线程可以调用pthread_join得到start_routine 的返回值,类似于父进程调用 wait(2)得到子进程的退出 状态

等待进程的作用：1、避免僵尸进程；

                                2、读取子进程的退出结果

                                3、同步父子进程的执行流

二、获取线程 id        

 

  该函数是获取线程自己的 id ，功能相当于进程中的 getpid.

调用此函数获得的各个线程的 id  是不同的，但对于同一进程中的线程来说，它们的进程号都与创建它们的进程的 p id  相同.

三 、只终止线程而不终止进程的三种方法

（1）从要终止的线程函数中 return ，但从主线程 return 相当于终止整个进程

（2）从线程自己内部调用函数 pthread_exit来终止自己：

        

           retval->线程的退出码

          retval 是  void * 类型  , 和线程函数返回值的用法一样  , 其它线程可以调用  pthread_join 获得这个指 针。

（3）一个线程可以调用函数 pthread_cancel 终止同一进程中的另一个线程（不要自己取消自己）：

       

            thread->要取消的线程的 id

           用该函数终止线程时，线程的退出码是 -1，它是一个宏 ，PTHREAD_CANCELED

        查看宏的指令：#grep  -R  PTHREAD_CANCELED  /usr/include/

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。

四 、 线程等待

 

thread ->被等的那个线程的id                 retval->通过它得到线程的退出码

调用该函数的线程将挂起等待  , 直到  id 为  thread 的线程终止。  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 。

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 。 如果对 thread 线程的终止状态不感兴趣  , 可以传 NULL 给  value_ptr 数。

一般情况下  , 线程终止后  , 其终止状态一直保留到其它线程调用  pthread_join 获取它的状态为 止。 但是线程也可以被置为  detach 状态 ,  这样的线程一旦终止就立刻回收它占用的所有资源  ,

而不保留终止状态。

不能对同一线程调用两次  pthread_join, 或者如果已经对一个线程调 用 了  pthread_detach 就不能再调用 pthread_join 了。

五、终止进程的方法 

（1）从 main 函数 return

（2）从任意地方调用 exit(退出码）

六、上述函数的使用例子

 

八、线程的属性

线程的分离与结合

在任何一个时间点上，线程是可结合的（joinable），或者是分离的（detached）。一个可结合的线程能够被其他线程收回其资源和杀死；在被其他线程回收之前，它的存储器资源（如栈）是不释放的。相反，一个分离的线程是不能被其他线程回收或杀死的，它的存储器资源在它终止时由系统自动释放。
线程的分离状态决定一个线程以什么样的方式来终止自己。在非分离状态（即可结合的，joinable）情况下，原有的线程等待创建的线程结束；只有当pthread_join（）函数返回时，创建的线程才算终止，才能释放自己占用的系统资源。而分离线程不是这样子的，它没有被其他的线程所等待，自己运行结束了，线程也就终止了，马上释放系统资源。程序员应该根据自己的需要，选择适当的分离状态。

设置线程分离状态的函数为pthread_attr_setdetachstate（pthread_attr_t *attr, int detachstate）。第二个参数可选为PTHREAD_CREATE_DETACHED（分离线程）和 PTHREAD _CREATE_JOINABLE（非分离线程）。这里要注意的一点是，如果设置一个线程为分离线程，而这个线程运行又非常快，它很可能在pthread_create函数返回之前就终止了，它终止以后就可能将线程号和系统资源移交给其他的线程使用，这样调用pthread_create的线程就得到了错误的线程号。要避免这种情况可以采取一定的同步措施，最简单的方法之一是可以在被创建的线程里调用pthread_cond_timewait函数，让这个线程等待一会儿，留出足够的时间让函数pthread_create返回。设置一段等待时间，是在多线程编程里常用的方法。但是注意不要使用诸如wait（）之类的函数，它们是使整个进程睡眠，并不能解决线程同步的问题。

另外一个可能常用的属性是线程的优先级，它存放在结构sched_param中。用函数pthread_attr_getschedparam和函数pthread_attr_setschedparam进行存放，一般说来，我们总是先取优先级，对取得的值修改后再存放回去。

线程等待——正确处理线程终止

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1. #include <pthread.h>  
2. void pthread_exit(void *retval);  
3. void pthread_join(pthread_t th,void *thread_return);//挂起等待th结束,*thread_return=retval;  
4. int pthread_detach(pthread_t th);  

如果线程处于joinable状态，则只能被创建它的线程等待终止。 在Linux平台默认情况下，虽然各个线程之间是相互独立的，一个线程的终止不会去通知或影响其他的线程。 但是已经终止的线程的资源并不会随着线程的终止而得到释放，我们需要调用 pthread_join() 来获得另一个线程的终止状态并且释放该线程所占的资源。 （说明：线程处于joinable状态下）

调用该函数的线程将挂起，等待 th 所表示的线程的结束。 thread_return 是指向线程 th 返回值的指针。需要注意的是 th 所表示的线程必须是 joinable 的，即处于非 detached（游离）状态；并且只可以有唯一的一个线程对 th 调用 pthread_join() 。如果 th 处于 detached 状态，那么对 th 的 pthread_join() 调用将返回错误。

如果不关心一个线程的结束状态，那么也可以将一个线程设置为 detached 状态，从而让操作系统在该线程结束时来回收它所占的资源。将一个线程设置为detached 状态可以通过两种方式来实现。一种是调用 pthread_detach() 函数，可以将线程 th 设置为 detached 状态。另一种方法是在创建线程时就将它设置为 detached 状态，首先初始化一个线程属性变量，然后将其设置为 detached 状态，最后将它作为参数传入线程创建函数 pthread_create()，这样所创建出来的线程就直接处于 detached 状态。
创建 detach 线程：

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1. pthread_t       tid;  
2. pthread_attr_t  attr;  
3. pthread_attr_init(&attr);  
4. pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);  
5. pthread_create(&tid, &attr, THREAD_FUNCTION, arg);  

总之为了在使用 pthread 时避免线程的资源在线程结束时不能得到正确释放，从而避免产生潜在的内存泄漏问题，在对待线程结束时，要确保该线程处于 detached 状态，否着就需要调用 pthread_join() 函数来对其进行资源回收。