Linux中的线程与线程的基本操作

简介

进程的颗粒度太大，每次都要有调入，保存，调出。如果我们把进程比喻为一个运行在电脑上的软件，那么一个软件的执行不可能是一条逻辑执行的，必定有多个分支和多个程序段，就好比要实现程序A，实际分成a，b，c等多个块组合而成，这里的abc就是线程。在Linux系统中其实没有真正意义上的线程，不和windows系统中一样，windows中的进程和线程有着明确的区分，各有各的数据结构，API等等。在linux中线程就是一种轻量级的进程。

线程的特点

同一进程中的多个线程之间的关系：

共享部分：

1.代码段，数据段；

2.文件描述符表；

3.信号的处理方式；

4.用户id和组id；

线程私有部分：

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.环境变量；

5.信号屏蔽字；

6.调度优先字；

线程与进程的区别

进程是最小的资源分配的单位，而线程是cpu独立运行独立调度的基本单位，也就是说线程和进程的最大区别就是他们的颗粒度大小不同，线程的执行粒度更为细小。

线程的控制

线程创建函数

#include<pthread.h>
pthread_create(pthread_t *thread,const pthread_attr_t *attr,void *(start_routime)(void *),void *arg);

Compile and link with -pthread

返回值：成功返回0，失败返回错误号。

参数：thread，所创建的线程的ID，创建成功后会把线程id放入到thread的内存单元；

attr，线程的属性；

start_routine:线程所执行的函数，该函数的返回值为void*，参数也为void*，具体类型是由调用者自己定义；

arg，start_routine函数接收一个void*参数，即arg。

终止线程

线程的终止有三种方法，这三种方法只会终止线程不会影响进程。

1.从线程函数return。这种方法对主线程不适用，从main中return相当于exit；

2.调用pthread_cancel终止同一进程中的另一个线程；

3.线程可以调用pthread_exit终止自己,当调用这个函数的时候，线程占用的内存资源并不会随着线程的终止而结束，但可以使用pthread_join()函数来同步并释放资源。

#include<pthread.h>
void pthread_exit(void *retval);
compile and link with -pthread.

返回值为空。

参数：当线程使用exit退出时，retval为调用线程的返回值，可由其他函数例如pthread_join来获取。

线程等待

#include<pthread.h>
int pthread_join(pthread_t thread,void **retval)

complic and link with -pthread

返回值：成功返回0，失败返回错误号；

参数：调用该函数的进程阻塞式等待线程thread所指向的函数执行完毕才继续执行后面的执行流，retval为从线程接收到的返回值。

#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<unistd.h>
void thread1()
{
int i = 0;
for(;i<3;i++)
{
printf("I am child thread1.\n");
sleep(3);
}
pthread_exit(0);
}

void thread2(pthread_t pthid1)
{
int i = 0;
for(;i<3;i++)
{
printf("I am child thread2.\n");
}
pthread_exit(0);
}

int main()
{
pthread_t pthid1,pthid2;
int ret = 0;

ret = pthread_create(&pthid1,NULL,thread1,NULL);
if(ret != 0)
{
printf("thread creat failed!");
}
pthread_join(pthid1,NULL);//阻塞式等待pthread1线程终止

ret = pthread_create(&pthid2,NULL,thread2,NULL);
if(ret != 0)
{
printf("thread creat failed!");
}

pthread_join(pthid2,NULL);
return 0;
}

运行结果

线程分离

一个线程是可结合的或者是可分离的，一个可结合的线程在被其他线程杀死或者回收之前，它的储存器资源是不会被释放的，一个分离的线程不可以被其他的其他线程终止或者杀死，它所占用的资源只会在它终止时被系统释放。

为了防止线程一直占用系统资源，导致内存泄漏等问题，一个线程默认被设置为可结合的，且每个线程在创建之后要被显示的回收，即pthread_join。或者把线程状态改为可分离的，使其自动回收。

#include<pthread.h>
int pthread_detach(pthread_t thread);
coplic and link with -pthread.

返回值：成功返回0，失败返回错误码；

参数：要分离的进程的ID。