Linux：线程&线程创建&线程终止

于 2018-04-08 23:55:34 发布
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分类专栏： linux 文章标签： 线 创
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线程

1.是操作系统能够进行调度的最小单位
2.线程被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位
3.一个线程指的是进程中一个单一顺序的控制流
4.一个进程可以并发多个线程，每个线程执行不同的任务

比如四个人在一个房子里打麻将，创建一个新进程就相当于是在开一个房间，而创建一个新线程是在原有的房间中增加一个人而已
这里写图片描述

线程的优点

1.创建一个新的线程的代价要比创建一个新进程的代价小得多
2.与进程之间的切换相比，线程之间的切换需要操作系统做的工作要少很多
3.线程占有的资源要比进程少
4.线程之间共享数据更容易（线程是在一个房间中，所以相互通信比较容易，而进程之间通话需要跑到另一个房间）

线程的缺点

1.编码/调试难度提高
因为线程之间谁先执行不确定，在一个是共享资源的问题
2.缺乏访问控制
一个线程崩溃，会导致整个进程都异常终止，一个线程中调用某些函数，会影响整个进程

进程与线程的区别

1.进程：进程（或者任务）是资源分配的基本单位
2.线程：线程（或者轻量级进程）是调度/执行的基本单位
3.线程运行在进程中
4.一个进程至少都有一个线程

进程与线程中函数的对比

这里写图片描述
为什么线程/进程数不是越多越好？

1.线程/进程数目达到一定程度时，就不会再提高程序的执行效率了
2.线程/进程数目过多可能会导致进程异常终止
3.线程/进程数目过多可能会导致线程安全问题（线程安全：多个线程竞争同一资源）

线程创建

pthread_create

功能：创建一个新的线程
头文件：#include<pthread.h>
原型：
 int pthread_create(   pthread_t *pthread, 
                       const pthread_attr_t*attr, 
                       void*(*start_routine)(void*), 
                       void *arg  )
参数说明：
thread:返回线程ID，此参数是一个输出型参数
      （返回的是新创建的线程的ID）

attr：设置线程的属性，attr为NULL表示使用默认属性（一般设为NULL）
    （设置的是新线程的属性）

start_routine:是个函数地址，线程启动后需要执行的函数
             （这是一个函数指针，指向线程的入口函数）

arg:传给线程启动函数的参数

返回值：成功返回0，失败返回错误码

线程被创建后，并不能保证那个线程先执行，新创建的线程和调用线程的执行顺序不确定，由操作系统进行调度

示例

1.创建一个线程
代码：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
void*ThreadEntry(void*arg)
{
    (void)arg;
    printf("I am thread\n");
}

int main()
{
    pthread_t tid;
    int ret=0;
    ret=pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
    if(ret!=0)
    {
        perror("pthread_create");
        exit(1);
    }
    printf("I am main\n");
    sleep(1);
 //让主线程睡眠1秒，是为了不让此线程跑的太快使整个进程结束
 //如果主线程跑的太快，新创建的线程还没来的及执行，整个进程就已经结束了
    return 0;
}

运行结果：
这里写图片描述

2.使用死循环来创建线程（死循环是为了防止主线程跑的太快，而使新创建的线程没有机会执行，让它循环多次相当于是等待新线程启动和执行）
代码：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
void*ThreadEntry(void*arg)
{
    (void)arg;
    while(1)
    {
        printf("I am thread,%1x\n",pthread_self());
        sleep(1);
    }
}
int main()
{
    int ret=0;
    pthread_t tid;
    ret=pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
    if(ret!=0)
    { 
        perror("pthread_create");
        exit(1);
    }
    while(1)
    {
        printf("I am main,%1x\n",pthread_self());
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

pthread_self()是得到当前线程的ID

线程创建函数在libpthread.so库中，所以在编译时需要将该库导入，命令如下：
例如编译create.c
gcc create.c -lpthread
就是说在编译时需要加上 "-lpthread"

运行结果：
这里写图片描述

线程终止

如果需要终止某个线程，而不终止整个进程，有以下三种方法：

1.从需要终止的线程函数中直接return
ps：这种方法对主线程不适用，因为从main函数return相当于调用exit，会使main函数直接退出
2.需要终止的线程可以调用pthread_exit()来终止自己
3.一个线程可以调用pthread_cancel来终止同一进程中的其他线程

pthread_exit()


1.功能：终止线程

2.原型：
void pthread_exit(void *value_ptr)
参数说明：
value_ptr:不要指向一个局部变量

3.返回值：
无返回值

pthread_cancel()

1.功能：取消一个执行中的线程

2.原型：
int pthread_cancel(pthread_t thread)
参数说明：
thread:需要取消的线程的ID

3.返回值：
成功返回0，失败返回错误码

1.直接return

#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
void*ThreadEntry(void*arg)
{
    int count=0;
    (void)arg;
    while(1)
    {
        ++count;
        if(count>=5)
            return NULL;
        printf("I am thread,%1x\n",pthread_self());
        sleep(1);
    }
}
int main()
{
int ret=0;
    pthread_t tid;
ret=    pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
if(ret!=0)
{
 perror("pthread_create");
 exit(1);
 }
    while(1)
    {
        printf("I am main,%1x\n",pthread_self());
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

运行结果：
这里写图片描述

2.调用pthread_exit()

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<pthread.h>
void*ThreadEntry(void *arg)
{
    int count=0;
    (void)arg;
    while(1)
    {
        ++count;
        if(count>=7)
            pthread_exit(NULL);
        printf("I am thread\n");
        sleep(1);
    }
}
int main()
{
    int ret=0;
    pthread_t tid;
    ret=pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
    if(ret!=0)
    {
        perror("ptherad_create");
        exit(1);
    }
    while(1)
    {
        printf("I am main\n");
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

运行结果：
这里写图片描述

3.调用pthread_cancel()

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<pthread.h>
void *ThreadEntry(void*arg)
{
    (void)arg;
    while(1)
    {
        printf("I am thread\n");
        sleep(1);
    }
}
int main()
{
    int ret=0;
    int count=0;
    pthread_t tid;
    ret=pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
    if(ret!=0)
    {
        perror("pthread_create");
        exit(1);
    }
    while(1)
    {
        ++count;
        if(count>10)
            pthread_cancel(tid);
        printf("I am main\n");
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

运行结果：
这里写图片描述

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manlloc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就已经退出了
示例

1.return返回线程函数栈上分配的变量

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
void*ThreadEntry(void*arg)
{
    (void)arg;
    int a=10;
    int *p=&a;
    printf("I am thread\n");
    return (void*)p;
}

int main()
{
    pthread_t tid;
    void*ret;
    int thread=0;
    thread=pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
    if(thread!=0)
    {
        perror("pthread_create");
        exit(1);
    }
    printf("I am main\n");
    pthread_join(tid,&ret);
    printf("ret=%d\n",*(int*)ret);
    return 0;
}

这里写图片描述

2.pthread_exit中的参数是线程函数在栈上分配的

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
void*ThreadEntry(void*arg)
{
    (void)arg;
    int count=0;
    int a=10;
    int *p=&a;
    while(1)
    {
        ++count;
        if(count>=5)
            pthread_exit(p);
        printf("I am thread\n");
        sleep(1);
    }
}

int main()
{
    pthread_t tid;
    void*ret;
    int thread=0;
    thread=pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
    if(thread!=0)
    {
        perror("pthread_create");
        exit(1);
    }
    printf("I am main\n");
    pthread_join(tid,&ret);
    printf("ret=%d\n",*(int*)ret);
    return 0;
}

这里写图片描述

malloc分配

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
void*ThreadEntry(void*arg)
{
    (void)arg;
    int count=0;
    int *p=(int*)malloc(sizeof(int));
    *p=10;
    while(1)
    {
        ++count;
        if(count>=5)
            pthread_exit(p);
        printf("I am thread\n");
        sleep(1);
    }
}

int main()
{
    pthread_t tid;
    void*ret;
    int thread=0;
    thread=pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
    if(thread!=0)
    {
        perror("pthread_create");
        exit(1);
    }
    printf("I am main\n");
    pthread_join(tid,&ret);
    printf("ret=%d\n",*(int*)ret);
    free(ret);//malloc后记得释放
    return 0;
}

这里写图片描述

全局变量

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
int a=20;
void*ThreadEntry(void*arg)
{
    (void)arg;
    int count=0;
    int*p=&a;
    while(1)
    {
        ++count;
        if(count>=5)
            pthread_exit(p);
        printf("I am thread\n");
        sleep(1);
    }
}

int main()
{
    pthread_t tid;
    void*ret;
    int thread=0;
    thread=pthread_create(&tid,NULL,ThreadEntry,NULL);
    if(thread!=0)
    {
        perror("pthread_create");
        exit(1);
    }
    printf("I am main\n");
    pthread_join(tid,&ret);
    printf("ret=%d\n",*(int*)ret);
    return 0;
}

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