线程的概念及基本操作

一、线程的概念：

首先在Linux下无真正的线程（TCB），Linux下的线程是用进程来模拟的，Linux下的进程称为轻量级进程。当我们在一个进程中运行多个执行流时，我们并不可以开辟多个进程执行我们的操作，这里需要注意的是32位机每一个进程都认为自己独享4G内存资源，此时便引入了线程。例如当我们既需要浏览网页又需要下载内容时，此时就是多线程起作用。线程是在进程内部运行的执行流；是一个进程内部的控制序列；线程是调度的基本单位，一个进程可拥有多个线程，他的执行力度比进程更细致，线程与线程之间大部分的资源共享，创建与释放一个线程成本低。

二、特点

由于同一进程的多个线程共享同一地址空间，所以代码段数据段是共享的，如果定义一个函数，这个函数在代码段，所有的线程都可以去调用这个函数，如果定义一个在数据段的全局变量，在各线程中都可以访问到，除此之外，线程还共享以下进程资源和环境：

1.      文件描述符表

2.      每种信号的处理方式（SIG_IGN、SIG_DFL或者自定义的信号处理函数）

3.      当前工作目录

4.      用户id和组id

但是线程也有自己独享的资源：

1.      线程具有自己私有的独立栈空间

2.      具有私有的上下文数据

3.      拥有自己的线程id

4.      信号屏蔽字

5.      调度优先级

6.      Errno变量

三、总结线程与进程的区别

1.      线程的效率比进程高，但进程比线程更安全。（效率）线程在运行期间，只要有一个出错，将影响整个线程；（安全）进程在运行时，一个进程出错不会影响另一个进程。

2.      创建进程时，必须创建PCB和创建资源（虚拟地址空间、页表、内存）；而创建线程只需要创建PCB即可将资源加载进去就好，这也就说明了创建与释放一个线程比进程的成本低

3.      进程是资源竞争的基本单位，线程是程序执行的最小单位

4.      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

四、编写线程控制代码，创建/等待/终止，总结线程分离与结合属性。

<1>.线程的创建

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

thead:返回线程id

attr:设置线程的属性，attr为NULL表示使用默认属性

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；失败返回错误码

<2>.线程的终止

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return.这种方法对主线程不适用，从main函数return相当于调用exit.

2.      线程可以调用pthread_exit终止自己。

3.      一个线程可以调用pthread_cancel终止同一进程中的另一线程。

4.      void pthread_exit(void*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，线程结束时无法返回到它的调用者（自身）

注：1.主线程不能用此函数来终止，主线程退出必须是进程退出

2.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，因为当其他线程得到这个返回指针时线程函数已经退出了。

5.pthread_cancel函数

   功能：取消一个执行中的线程

int pthread_cancel(pthread_t thraed);

返回值：成功返回0，失败返回错误码

<3>.线程等待

nt pthread_join(pthread_t thread,void **retval);

返回值：成功返回0，失败返回错误码

线程的等待是以阻塞式等待，线程不等待会产生内存泄露

<4>.线程分离

默认情况下，新创建的线程是结合（joinable），线程退出后需要对其进行pthread_join操作，否则无法释放资源，从而造成系统泄露。

Joinable和分离是冲突的，一个线程不能既joinable又是分离（detach），分离之后等待失败

被分离的线程一旦有问题，进程一样会退出

分离调用函数pthread_detach。分离的这个函数是非阻塞的，可以立即返回。调用pthread_detach()后，这些子进程的状态会被设置为分离的，该线程运行结束会自动释放所有资源。

代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

void *thread_run(void *arg){
	pthread_detach(pthread_self());
	printf("%s\n",(char*)arg);
	return NULL;
}

int main(){
	pthread_t tid;
	
	if(( pthread_create(&tid,NULL,thread_run,"thread1 run..")) != 0){
		printf("create thread error\n");
		return 1;
	}
	int ret = 0;
	sleep(1);

	if(pthread_join(tid,NULL)==0){
		printf("pthread wait success\n");
		ret = 0;
	}else {
		printf("pthread wait failed\n");
		ret = 1;
	}
	return ret;
}