Linux程序设计-6.线程

6. 线程

什么是线程？
LWP: light weight process 轻量级的进程，本质仍是进程（Linux环境下）
进程：独立空间地址，拥有PCB
线程：也有PCB,但是没有独立的地址空间（共享）
区别：在于是否共享空间地址
Linux下：

线程：最小的执行单位
进程：最小的分配资源单位，可以看成是一个线程的进程

Linux内核线程实现原理：

• 轻量级进程(light-weight process),也有PCB,创建线程使用的底层函数和进程一样，都是clone()
• 从内核里看进程和线程是一样的，都有各自不同的PCB
• 进程至少有一个线程
• 线程可以看作寄存器和栈的集合
• 在linux下，线程是最小的执行单位；进程是最小的资源分配单位

查看LWP（线程编号）号：ps -Lf pid查看指定线程的LWP号

线程共享资源

• 文件描述符表
• 每种信号的处理方式
• 当前工作目录
• 用户ID和组ID
• 内存地址空间(.text/.data/.bss/heap/共享库)

线程非共享资源

• 线程ID
• 处理器现场和栈指针（内核栈）
• 独立的栈空间（用户空间栈）
• errno变量
• 信号屏蔽字
• 调度优先级

获得错误码对应的错误信息：
char *strerror(int errnum);

线程的优点：

• 提高并发性
• 占用资源量小
• 通信方便

缺点

• 调试困难
• 库函数不稳定
• 对信号支持不好

有于Linux系统早期并没有线程，是在后期版本中加入，由于实现方法导致进程和线程差别不是很大

6.1 线程控制原语

6.1.1 获取线程IDpthread_self()

帮助手册：man pthread_self
包含头文件：

• #include <pthread.h>

函数原型：

• pthread_t pthread_self(void);

函数说明：

获取线程ID.其作用对应进程中的getpid()函数。
线程ID：pthread_t类型，本质：在Linux下为无符号整数(%lu)，其他系统中可能是结构体实现
线程ID是进程内部识别标志。（两个进程间，线程ID允许相同）
注意：不应使用全局变量pthread_t tid,在子线程中通过pthread_create传出参数来获取线程ID,而应使用pthread_self
编译和链接时需加上-lpthread

参数	说明
return	返回调用线程的ID

6.1.2 创建一个新线程pthread_create()

帮助手册：man pthread_create
包含头文件：

• #include <pthread.h>

函数原型：

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

函数说明：

创建一个新线程。其作用，对应进程中fork()函数

编译和链接时需加上-lpthread

参数	说明
thread	新线程ID（传出）
attr	线程的属性信息（传入）
start_routine	线程执行的函数
arg	函数执行的参数
return	成功：0 失败：errno

示例：创建一个线程：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <time.h>

void* thr(void *arg)
{
   
	printf("I am a thread! pid = %d, tid = %lu\n", getpid(), pthread_self());
	return NULL;
}

int main()
{
   
	pthread_t tid;
	pthread_create(&tid, NULL, thr, NULL);
	printf("I am a main thread, pid=%d, tid=%lu\n", getpid(), pthread_self());
	sleep(1);
	return 0;
}

运行结果：

6.1.3 终止调用线程pthread_exit()

帮助手册：man pthread_exit
包含头文件：

• #include <pthread.h>

函数原型：

• void pthread_exit(void *retval);

编译和链接时需加上-lpthread

参数	说明
retval	退出值（传入）

6.1.4 回收线程pthread_join()

帮助手册：man pthread_join
包含头文件：

• #include <pthread.h>

函数原型：

• int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

函数说明：

阻塞等待回收

编译和链接时需加上-lpthread

参数	说明