解锁Linux线程：创建与传参全攻略_linux 线程传递参数-优快云博客

在 Linux 操作系统的宏大舞台上，线程扮演着举足轻重的角色，是程序高效运行的关键 “幕后英雄”。它是操作系统能够进行运算调度的最小单位，被包含在进程之中，是进程中的实际执行单元。打个比方，如果把进程看作是一个工厂，那么线程就是工厂里的各个生产线，它们在同一个工厂（进程）的资源支持下，各自负责不同的生产任务，共同推动整个工厂的运转。

线程与进程既有紧密联系又有明显区别。进程是程序的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位，拥有独立的地址空间、文件描述符、内存等资源，就像一个独立的王国，有自己独立的一套 “设施”。而线程是进程中的一个执行流，多个线程共享所属进程的资源，包括代码段、数据段、堆内存等，就如同王国内不同的工作小组，共享王国的资源，但每个小组有自己独立的工作流程（线程有自己独立的栈空间、程序计数器和寄存器等）。从创建和销毁的开销来看，进程的创建和销毁需要操作系统进行大量的资源分配和回收工作，开销较大；而线程由于共享进程资源，创建和销毁的开销相对较小。在调度方面，进程的调度相对复杂，因为进程拥有独立资源，切换时需要保存和恢复大量的上下文信息；线程调度则相对简单，切换时只需保存和恢复少量寄存器等信息，上下文切换速度更快，这使得线程在处理并发任务时具有明显优势。

线程在提升程序性能方面作用显著。在多核处理器时代，它能够充分利用多核的并行计算能力，让不同的线程在不同的核心上同时运行，实现真正的并行处理，大大提高了程序的执行效率。例如在一个视频处理程序中，一个线程可以负责视频解码，一个线程负责图像渲染，另一个线程负责音频处理，这些线程并行工作，大大缩短了视频处理的时间。对于 I/O 密集型任务，线程也能大显身手。当一个线程进行 I/O 操作（如文件读取、网络数据传输）而处于阻塞状态时，CPU 可以切换去执行其他线程的任务，避免了 CPU 资源的闲置浪费，提高了系统资源的利用率，使得程序能够在等待 I/O 的同时继续进行其他计算工作，提升了整体的响应速度和吞吐量。

二、创建线程：pthread_create 函数解析

在 Linux 线程的世界里，pthread_create函数无疑是开启多线程编程大门的关键钥匙，熟练掌握它的使用方法，是成为优秀 Linux 开发者的必经之路。

（一）函数原型剖析

pthread_create函数的原型为：

#include <pthread.h>

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

从这个原型可以看出，它就像是一个精心设计的 “线程制造机”，接收四个不同的 “零件”，然后 “组装” 出一个新的线程。

（二）参数详解

线程标识符指针（pthread_t *thread）：这个参数就像是新线程的 “身份证号码” 存放处。当我们成功创建一个新线程时，系统会生成一个唯一的线程 ID，并将其存储在thread指向的内存单元中。在后续对线程进行管理和操作时，比如等待线程结束（pthread_join）、取消线程（pthread_cancel），都需要使用这个线程 ID 来明确操作对象。例如，我们创建了多个线程来同时处理不同的任务，在主线程中要等待某个特定线程完成任务后再继续执行，就可以通过这个线程 ID 来精准定位到该线程。

线程属性指针（const pthread_attr_t *attr）：它决定了新线程的 “个性特点”。如果将其设置为NULL，则表示使用默认属性来创建线程，就像我们购买一部手机，直接使用默认设置，简单方便。但如果我们有特殊需求，就可以通过设置attr来定制线程的属性。比如线程的分离状态，可设置为PTHREAD_CREATE_DETACHED（分离状态）或PTHREAD_CREATE_JOINABLE（非分离状态）。处于分离状态的线程在结束时会自动释放资源，不需要其他线程来等待它结束；而非分离状态的线程则需要调用pthread_join函数来回收资源，否则可能会造成资源泄漏。此外，还可以设置线程的调度策略，如SCHED_FIFO（先进先出调度策略，常用于对时间要求严格的实时任务）、SCHED_RR（轮转调度策略，适用于多个优先级相同的任务轮流执行）等，不同的调度策略会影响线程获取 CPU 时间的方式和顺序。

线程运行函数指针（void *(*start_routine) (void *)）：这是线程执行任务的 “核心指令”。新创建的线程从这个函数的地址开始运行，它就像是线程的 “工作指南”，规定了线程要做的具体工作。这个函数必须是一个返回类型为void *，且接受一个void *类型参数的函数。比如我们要创建一个线程来计算一组数据的平均值，那么这个start_routine函数内部就应该包含计算平均值的逻辑代码。在多线程编程中，我们可以根据不同的任务需求，编写不同的start_routine函数，让各个线程各司其职，实现复杂的功能。

运行函数参数（void *arg）：它是传递给start_routine函数的 “工作材料”。通过这个参数，我们可以向线程运行函数传递各种类型的数据，比如一个整数、一个结构体指针等。当我们需要线程处理特定的数据时，就可以将这些数据封装在一个合适的结构中，然后将结构的地址作为arg传递给线程。例如，我们要创建一个线程来处理用户的登录信息，就可以将用户的账号、密码等信息封装在一个结构体中，通过arg传递给线程函数，让线程进行验证登录的操作。这也引出了下一部分我们要详细讨论的线程传参内容。

（三）返回值含义

pthread_create函数的返回值是我们判断线程创建是否成功的重要依据。如果函数创建线程成功，返回值为0，就像一场考试顺利通过，得到了一个令人满意的成绩。但如果返回值不为0，则表示创建线程失败，此时返回值是一个错误码，不同的错误码代表不同的错误原因。例如，返回值为EAGAIN，表示系统资源不足，无法创建新的线程，就像工厂里的原材料用完了，无法生产新产品；返回值为EINVAL，表示传递给函数的参数无效，可能是线程属性设置不合理或者线程运行函数指针为空等，就像我们给机器输入了错误的指令，导致机器无法正常工作；返回值为EPERM，表示调用线程没有足够的权限创建线程，就像一个普通员工没有权限启动一项重要的生产任务。当我们得到错误返回值时，应该根据错误码进行相应的错误处理，比如打印错误信息，提示用户创建线程失败的原因，或者采取一些恢复措施，如释放已分配的部分资源等，以确保程序的稳定性和健壮性。