Linux系统编程--线程控制(一)

一、线程

1.线程是什么

线程是计算机中独立运行的最小单位，运行时占用很少说的系统资源。

2.线程的优点

多线程相对于多进程的优点

[1].多进程的情况下，每个进程都有自己独立的地址空间，而多线程情况下，同一进程内的线程共享进程的地址空间。因此创建一个新的进程时就要耗费时间来为其分配系统资源，而创建一个新的线程花费的时间则要少的多。
[2].在系统调度方面，由于进程地址独立而线程共享地址空间，线程间的切换速度要远远快过进程间的切换速度。
[3].在通信机制方面，进程间的数据空间相互独立，彼此通信要以专门的通信方式进行，通信时必须经过操作系统。而同一进程内的多个线程共享数据空间，一个线程的数据可以直接提供给其他线程使用，而不必经过操作系统。因此，线程间的通信更加方便和省时。

线程还具有如下优点

[4].可以提高应用程序的响应速度。
[5].可以提高多处理器效率。
[6].可以改善程序的结构。

3.线程私有的数据、

虽然线程在进程内部共享地址空间，打开文件描述符等资源，但是线程也有其私有的数据信息

[1].线程号[thread ID]：每个线程都有一个惟一的线程号一一对应。
[2].寄存器（包括程序计数器和堆栈指针）。
[3].堆栈。
[4].信号掩码。
[5].优先级。
[6].线程私有的存储空间。

二、创建线程

1.线程创建函数pthread_create

#include <pthread.h>
int pthread_create (pthrea_t *thread, pthread_attr_t *attr, 
void* (*start_routine)(void *), void *arg);

参数含义

thread：该参数为一个指针，当线程创建成功时， 用来返回创建的线程ID。
attr：该参数用于指定线程的属性。
start_routine：该参数为函数指针，指向线程创建后要调用的函数。这个被线程调用的函数也称为线程函数。
arg：该参数指向传递给线程函数的参数。

线程创建实现

运行结果

2.创建线程其他系统函数

pthread_t pthread_slef(void)： 获取本线程的线程ID
int pthread_equal(pthread_t thread1, pthread_t thread2)：判断两个线程ID是否指向同一线程。
int pthread_once(pthread_once_t *once_control, void(*init_routine)(void))：用来保证init_routine线程函数在进程中仅执行一次

两个线程调用同一个函数，结果被调函数只被执行了一次

运行结果

3.线程属性

  typedef struct
   {
   int                     detachstate;     线程的分离状态
   int                     schedpolicy;     线程调度策略
   struct sched_param      schedparam;      线程的调度参数
   int                     inheritsched;    线程的继承性
   int                     scope;           线程间竞争CPU的范围
   size_t                  guardsize;       警戒堆栈的大小
   int                     stackaddr_set;   堆栈地址集
   void *                  stackaddr;       堆栈的地址
   size_t                  stacksize;       堆栈的大小
    }pthread_attr_t;

三、线程终止

1.终止线程的两种方式

[1].通过return从线程函数返回
[2].调用函数pthread_exit()

#include <pthread.h>
void pthread_exit(void *retval);

注：在主线程中，从main函数返回或是调用了exit函数退出主线程，则整个进程将终止，此时进程中所有线程也将终止，因此在主线程中不能过早的从main函数返回；如果主线程调用pthread_exit函数，则仅仅是主线程消亡，进程不会结束，进程内的其他线程也不会终止，直到所有线程结束，进程才会结束。

2.资源释放

临界资源：在一段时间内只能被一个线程所持有。临界资源使用完毕以后要释放以便其他线程可以使用。
死锁：当一个线程终止时，如果不释放其占有的临界资源，则该资源会被认为还被已经退出的线程所使用，因而永远不会得到释放。如果一个线程在等待使用这个临界资源，他就可能无限的等待下去，形成死锁。

pthread_cleanup_push(),pthread_cleanup_pop()用于自动释放资源

#include<pthread.h>
#define pthread_cleanup_push(routine, arg) {struct _pthread_cleanup_buffer buffer;\
                            _pthread_cleanup_push(&buffer,(routine), (srg));
#define pthread_cleanup_pop _pthread_cleanup_pop(&buffer,(exeute));}     

3.等待线程

#include<pthread.h>
int pthread_join(pthread_t th, void * thread_return);
int pthread_detach(pthread_t th);

pthread_join 的调用者将被挂起并等待th线程终止。并且被等待的线程应该处于join状态，即非DETACHED状态。DETACHED状态是指对某个线程执行pthread_detach（）后其所处的状态。
一个可join的线程所占用的内存仅当有线程对其执行了pthread_join（）后才会得到释放。

线程终止实例

运行结果

从运行结果可以看出pthread_join（）会阻塞主线程。