嵌入式linux入门3-4-线程

线程

下表将线程与进程进行简单对比：

线程	进程
操作系统调度的最小单位	操作系统分配资源的最小单位
直接共享全局变量等资源	通过线程间通讯手段进行通讯
一个应用程序可以创建多个线程	一份程序只对应一个线程，但是线程内可以创建另一个线程（新的程序副本）
使用pthread_create创建	使用fork创建

线程特性

相比进程的优点：

• 更加简单高效的线程间同步与通讯（直接访问全局变量来通讯，通过锁同步；而进程间的同步和通讯比较复杂，相对来说效率更低）；
• 系统调用线程所需要消耗的资源和时间远比进程要少；

相比进程的缺点：

• 一个线程的崩溃可能导致整个程序的其他线程跟着一起完蛋，而进程崩了一个会有操作系统保护，不会波及其他进程；
• 线程间交互的不确定性使得程序更加难以调试；

编译事项

在编写多线程程序时，需要注意以下几点：

1. 通过包含pthread.h头文件来使用线程相关的函数；
2. 在编译时需要定义_REENTRANT宏定义，具体原因见本节结尾的引用段落；
3. 在链接阶段时使用-lpthread选项来链接多线程库；

比如编译由threads.c文件组成的多线程程序，我们可以这么编译：

gcc -D_REENTRANT -o threads threads.c -lpthread

以下引用自《Linux程序设计》的内容解释了为什么需要定义_REENTRANT宏定义：

在设计最初的UNIX和POSIX库例程时，人们假设每个进程中只有一个执行线程。一个明显的例子就是errno，该变量用于获取某个函数调用失败后的错误信息。在一个多线程程序里，默认情况下，只有一个errno变量供所有线程共享。在一个线程准备获取刚才的错误代码时，该变量很容易被另一个线程中的函数调用所改变。类似的问题还存在于fputs之类的函数中，这些函数通常用一个全局性区域来缓存输出数据。

为了解决这个问题，我们需要使用被称为可重入的例程。可重入代码可以被多次调用而任然正常工作，这些调用可以来自不同的线程，也可以是某种形式的嵌套调用。因此，代码中的可重入部分通常只使用局部变量，这使得每次对该代码的调用都将获得它自己的唯一的一份数据副本。

编写多线程程序时，我们通过定义宏_REENTRANT来告诉编译器我们需要可重入功能，这个宏的定义必须位于程序中的任何#include语句之前。它将为我们做3件事，并且做得非常优雅，以至于我们一般不需要直到它到底做了哪些事。

• 它会对部分函数重新定义它们的可安全重入的版本，这些函数的名字一般不会发生改变，只是会在函数名后面添加_r字符串。例如，函数名gethostbyname将变为gethostbyname_r。
• stdio.h中原来以宏的形式实现的一些函数将会变成可安全重入的函数。
• 在errno.h中定义的变量errno现在将成为一个函数调用，它能够以一种多线程安全的方式来获取真正的errno值。

线程创建与销毁

使用以下函数来创建一个线程：

/**
 * 以下函数用于创建一个线程，
 * __newthread用于记录线程信息，
 * __attr用于设置线程属性（不需要可以设置为NULL），
 * __start_routine为线程开始执行的函数，__arg为传递给线程的用户参数，
 * 成功返回0，否则返回其他值并设置errno变量
 */
extern int pthread_create (pthread_t *__restrict __newthread,
			   const pthread_attr_t *__restrict __attr,
			   void *(*__start_routine) (