Linux系统编程（五）多线程创建与退出

  

一、基本知识点

1. 线程定义

   线程（Thread）是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。每一个进程都至少包含一个main线程。
   相比于进程而言，线程更加轻量级，因为它们共享了进程的地址空间以及其他资源，所以线程之间的切换和通信会更加高效。一个进程可以包含多个线程，这些线程可以并发执行，各自独立完成一些特定的任务，或者共同完成一个复杂的任务。进程里每个线程执行的顺序不一定。主线程结束，则所有线程结束。

2. CPU核心和线程的关系

   线程也为任务，当CPU为多核心时则可以多个任务并发进行。一般一个核心对应了一个线程，而intel开发出了超线程技术，1个核心能够做到2个线程计算，而6个核心则能够做到12个线程，超线程技术的好处就是无需增加物理核心就可以明显的进步CPU多线程功能，毕竟增加物理核心是需要占据非常大的核心面积，成本也随之增加。
   一般来说（除超线程技术），单核CPU最多同时只有一个任务进行。双核CPU最多两个任务（线程）同时进行。说白点就是核心数和线程数量越多，越适合多开软件或者游戏，打开的任务越多，除了多开程序，还有渲染需求，核数和线程数越多，越有利。

4. 共享资源保护

   由于子线程与同属一个进程的其他的线程共享进程的资源，如内存空间、文件描述符和其他一些进程相关的属性。所以在多线程编程中，通常会涉及到共享资源保护操作，如互斥锁等以确保线程之间的协调运行，避免资源竞争和数据不一致的问题。即每次对共享资源进行操作时，只能有一个线程操作，其他线程必须等待操作完毕后，才能对其继续操作。

二、线程的编译

   Linux 的线程是通过用户级的函数库实现的，一般采用 pthread 线程库实现线程的访问和控制。它用第 3 方 posix 标准的 pthread，具有良好的可移植性。在使用了线程的代码编译的时候要在后面加上 -lpthread。
例如：gcc test.c -o test -lpthread

三、 线程相关函数

头文件：#include <pthread.h>

   特别注意：这线程的这三个函数是共同使用的，只要使用了创建线程，那么就必须有线程的退出和等待函数，以确保线程被正确的释放资源，从而确保程序执行的正确性。

1. 线程的创建

int pthread_create(pthread_t* thread,  pthread_attr_t * attr, void *(*start_routine)(void *),  void * arg);
//pthread_t* thread ：线程的句柄，用于区分是哪个线程。
//pthread_attr_t * attr ：线程的属性，通常为NULL。
//void *(*start_routine)(void *) ：线程所执行的函数，该函数形参和返回值都要为void *。
// void * arg ：该值用于传递第三个参数函数的形参，如果不传递可以为NULL。

举例：

（1）整型的传入与接收

#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
void *task(void *arg)
{
   
   int num= *(int *)arg;
   while(1)
    {
   
        sleep(1); 
        printf("我是子线程,传入参数为%d\n", num);
     }
}

int main()
{
   
   int num =100;
   pthread_t  thread; //定义线程句柄
   pthread_create(&thread, NULL, task, (void *)&num);  //创建线程，并绑定线程函数。  
    
   while(1){
   
      sleep(1); 
      printf("我是主线程\n");
   }
}

（2）浮点数的传入与接收

#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
void *task(void *arg)
{
   
   float num=*(float *)arg;
   while(1)
    {
   
        sleep(1); 
        printf("我是子线程,传入参数为%f\n", num);
     }
}

int main()
{
   
   float num =10.10;
   pthread_t  thread; //定义线程句柄
   pthread_create(&thread, NULL, task, (void *)&num);  //创建线程，并绑定线程函数。  
    
   while(1){
   
      sleep(1); 
      printf("我是主线程\n");
   }
}

（3）字符串的传入与接收

#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
void *task(void *arg)
{
   
   char *num=(char *)arg;
   while(1)
    {
   
        sleep(1); 
        printf("我是子线程,传入参数为%s\n", num);
     }
}

int main()
{