线程概念与管理-优快云博客

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一, 线程的概念

<1> 线程，又是被称为轻量级进程（Lightweight Process LWP）,是操作系统或进程调度的最小单位。是在进程内部（地址空间）执行的。每一个程序都至少有一个线程，若程序只有一个线程，那么就是程序本身。
实际上，在Linux下没有真正意义上的线程，它是由进程模拟出来的。
由于同一进程的多个线程共享同一地址空间,因此代码和数据都是共享的,如果定义一个函数,在各线程中都可以调用,如果定义一个全局变量,在各线程中都可以访问到,除此之外,各线程共享以下进程资源和环境:

（1）文件描述符
（2）信号处理方式
（3）当前工作目录
（4）用户id和组id

但是以下资源就是线程独享的：

（1）线程id
（2）上下文，包括各种寄存器的值、程序计数器和栈指针
（3）栈空间
（4）errno变量
（5）信号屏蔽字
（6）调度优先级

<2> 线程的优点：

1.创建一个新线程的代价要比创建一个新进程小得多(因此有时thread被称为轻型进程)
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(提高了并发程度)
3.线程占用的资源要比进程少很多

二, 进程与线程的区别

1.计算机的核心是CPU，它承担了所有的计算任务。它就像一座工厂，时刻在运行。
2.假定工厂的电力有限，一次只能供给一个车间使用。也就是说，一个车间开工的时候，其他车间都必须停工。背后的含义就是，单个CPU一次只能运行一个任务。
3.进程就好比工厂的车间，它代表CPU所能处理的单个任务。任一时刻，CPU总是运行一个进程，其他进程处于非运行状态。
4.一个车间里，可以有很多工人。他们协同完成一个任务。线程就好比车间里的工人。一个进程可以包括多个线程。
5.车间的空间是工人们共享的，比如许多房间是每个工人都可以进出的。这象征一个进程的内存空间是共享的，每个线程都可以使用这些共享内存。
6.每间房间的大小不同，有些房间最多只能容纳一个人，比如厕所。里面有人的时候，其他人就不能进去了。这代表一个线程使用某些共享内存时，其他线程必须等它结束，才能使用这一块内存。
7.还有些房间，可以同时容纳n个人，比如厨房。也就是说，如果人数大于n，多出来的人只能在外面等着。这好比某些内存区域，只能供给固定数目的线程使用。

区别：
进程——资源分配的最小单位，线程——程序执行的最小单位
进程有独立的地址空间，线程没有单独的地址空间（同一进程内的线程共享进程的地址空间）。

三, 线程的创建/等待/终止
我们将要学习的线程库函数是由POSIX标准定义的,称为POSIX thread或者pthread。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。
<1>. 线程的创建
这里写图片描述
<2>. 线程的等待

它的作用是：
a.保证退出时的退出顺序
b.回收新线程退出时的资源情况
c.获得新线程退出时结果是否正确的退出返回值

结果如下：

<3>.线程的终止

终止方式有3种
1.从线程函数内部return。注意：主线程退出，所有线程都会退出。
2. 一个线程可以调用pthread_cancel终止同一进程中的另一个线程。
3.使用pthread_exit函数终止线程。
<4>.线程的取消
这里写图片描述

测试代码：
这里写图片描述
结果如下：

这个时候的返回值是-1的原因是：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。在Linux的pthread库中常数PTHREAD_CANCELED的值是-1。

四, 线程的分离与结合属性

线程属性标识符：pthread_attr_t 包含在 pthread.h 头文件中。

typedef struct  
{  
    int                   etachstate;      //线程的分离状态  
    int                   schedpolicy;     //线程调度策略  
    structsched_param     schedparam;      //线程的调度参数  
    int                   inheritsched;    //线程的继承性  
    int                   scope;           //线程的作用域  
    size_t                guardsize;       //线程栈末尾的警戒缓冲区大小  
    int                   stackaddr_set;   //线程的栈设置  
    void*                 stackaddr;       //线程栈的位置  
    size_t                stacksize;       //线程栈的大小  
}pthread_attr_t;

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。
为了避免存储器泄漏，每个可结合线程都应该要么被显示地回收，即调用pthread_join；要么通过调用pthread_detach函数被分离。
由于调用pthread_join后，如果该线程没有运行结束，调用者会被阻塞。因此，我们就可以在子线程中加入pthread_detach(pthread_self())或者父线程调用pthread_detach(thread_id)（非阻塞，可立即返回）。
这样将子线程的状态设置为分离的（detached），如此一来，该线程运行结束后会自动释放所有资源。

LINUX线程