Linux线程的操作以及与进程的区别

线程的概念

　　Linux中不仅有进程这一概念，还有线程这一概念。简单来说，线程是指：在一个进程中，不同的执行流。线程的大部分概念和进程相似，所以他们有很大的相同之处。多线程之间的切换和调度就好像进程间的切换和调度一样，他们都在进程的地址空间运行，所以多线程之间可共享一些资源：

　　1、文件描述符表；

　　2、每种信号的处理方式；

　　3、当前工作目录；

　　4、用户id和组id；

　　但是线程之所以是线程，区别之处就在于下面这些多线程间不能共享的资源：

　　1、线程id；

　　2、上下文信息，包括各种寄存器，程序计数器和栈指针；

　　3、栈空间；

　　4、errno变量；

　　5、信号屏蔽字；

　　5、调度优先级

　　这些之中我们主要理解栈空间和上下文，线程之间的栈空间不同的话，则他们必不会相互干扰，只在自己的栈帧里面运行。上下文信息，寄存器、程序计数器、栈指针这些东西都是标记一个“进程”被切换后，能正确回到自己原先的位置继续运行，标记该“进程”的计数或该“进程”中的指针位置。

　　很大程度上，线程就像一个缩减版的进程，所以Linux中我们把线程也叫做：“轻量级进程(LWP)”。

　　试想：我们在一个程序之中，需要执行两个不同的执行流之时，根据以前的方法，我们肯定会不假思索的fork一个子进程。很正确，但是一个进程就有自己PCB、页表、mm_struct…很多东西，这可能会给我们的操作系统或服务器带来很大的负担。但是，在合适的时候创建线程就可以避免这些问题，因为一个进程可以创建多个线程，而只需要一个PCB。

　

线程创建：

　　线程的创建：

　　

#include <pthread.h>

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

　　首先，在使用pthread_create这个函数之前，我们必须要有一个线程id，直接使用 pthread_t定义即可。第二个参数表示线程的属性，目前我们不关心，设置为NULL即可；第三个参数很明显是个函数指针，表明创建的这个线程的执行分支，就是这个函数指针里面的内容；第四个参数依旧设置为NULL，使系统指定为我们生成。

　　这个函数的返回值为“int”，但这个作用并不大，主要是它会产生两个执行流，一个为主执行流，另外一个为分支执行流。主执行流即为当前作用域中pthread_create下方的代码，分支执行流即为函数指针表示的那个函数。

　　获得线程id：

　　

#include <pthread.h>

pthread_t pthread_self(void);

　　线程被创建出来，当然要在执行完毕之后对其进行回收，这就跟进程中子进程退出后父进程会对子进程进行回收一样。

　　

#include <pthread.h>

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

　　val为“**”，目的是为了拿回pthread_create中传参的函数指针的函数的返回值。

　　因为函数指针的参数为void*，为一个一级指针就够，所以为了将其拿出来，用户使用或其他我还不知道的地方使用，就需要传一个二级指针进去，将其取出。

　线程的退出：

　可以使用pthread_exit()退出，注意不是exit，exit会直接退出进程。

　

#include <pthread.h>

int pthread_cancel(pthread_t thread);

　　取消函数，可以自己取消自己，也可以别人取消。线程被取消时，会返回宏PTHREAD_CANCELD表示((void*)-1)。

　　

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
pthread_t tid1,tid2;

void func()
{
printf("tid1-->hello,world~\n");
printf("tid1-->hello,world~\n");
printf("tid1-->hello,world~\n");
printf("tid1-->hello,world~\n");
printf("tid1-->hello,world~\n");
}

void *fun1(void *val)
{
func();
printf("tid1-->fun-->I am a thread,tid: %u\n",pthread_self());
//  pthread_exit((void*)1);
printf("tid1-->process pid: %d\n",getpid());
//  sleep(2);
}

void *fun2(void *val)
{
printf("tid2-->I am fun1\n");
return (void*)1;
}
int main()
{
void* tmp;
pthread_create(&tid1,NULL,fun1,NULL);
printf("tid1-->process, pid: %d\n",getpid());
sleep(1);
printf("main-->I am a thread,tid: %u\n",pthread_self());
if(0==pthread_join(tid1,&tmp))
{
printf("pthread_join success\n");
}
pthread_create(&tid2,NULL,fun2,NULL);
printf("tid2-->process, pid: %d\n",getpid());
sleep(1);
if(0==pthread_join(tid2,&tmp))
{
printf("pthread_join success\n");
}
printf("tmp:%d\n",tmp);
return 0;
}

　　我们可以发现，线程间的运行貌似也遵守进程那样的调度原则来运行线程，所以这个运行的先后次序会发生改变。具体到哪一个线程什么时候运行，运行多长时间关系到系统分配的时间片的问题。

线程的分离与结合：

　　线程有两个属性：结合与分离。一般默认情况下，线程的属性为结合属性，此属性下，当前线程乐意被其他线程杀死或回收，再被其他线程回收之前，它的资源时不释放的。相反，分离属性下，一个线程是不可以被杀死或回收的，它的存储器资源在线程终止时由操作系统回收。

　　默认情况下的设置，是为了防止存储器泄漏。要保证，一个线程能被显式的回收，可以使用pthread_join函数回收，也可以分离此线程，使用pthread_detach。 如果⼀一个可结合线程运行结束后但没有被join，则它的状态类似于进程中的Zombie Process， 即还有⼀部分资源没有被回收，所以创建线程者应该调用pthread_join来等待线程运行结束，并可得到线程的退出代码，回收其资源。

　　由于调⽤用pthread_join后，如果该线程没有运行结束，调用者会被阻塞，在有些情况下我 们并不希望如此。例如，在Web服务器中当主线程为每个新来的连接请求创建⼀一个⼦子线程进 行处理的时候，主线程并不希望因为调⽤用pthread_join而阻塞（因为还要继续处理之后到来 的连接请求），这时可以在子线程中加入代码 pthread_detach(pthread_self()) 或者⽗父线程调用 pthread_detach(thread_id)（非阻塞，可立即返回） 这将该子线程的状态设置为分离的（detached），如此⼀来，该线程运行结束后会自动释放所有资源。

　　即线程的分离时可以自己分离自己，也可以由别人分离自己。

　　分离线程的创建：

　　

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

pthread_t tid;

void* fun(void* val)
{
//pthread_detach(pthread_self());
printf("I am a thread:%u\n",pthread_self());
printf("%s\n",(char*)val);
return (void*)1;
}

int main()
{
pthread_create(&tid,NULL,fun,"pthread runnning...");
pthread_detach(tid);
sleep(1);//沉睡一秒，保证系统回收动作完成
if(pthread_join(tid,NULL)==0)
{
printf("pthread_join success!\n");
}
else
{
printf("pthread_join failed!\n");
}
return 0;
}

如有错误，请指出！