线程

1、什么是线程？

线程是进程分配的资源，一个进程去管理一件事物，而管理这件事情，需要多人去完成，那么这些人就是线程。

首先要明白几个概念：

线程在进程的地址空间执行

线程是进程的执行分支

线程是调用的基本单位

进程是分配资源的基本单位

LINUX下的进程叫做轻量级进程

LINUX下没有真正的意思上的线程（它是用进程模拟的）

既然线程是进程下的，那么它们肯定是有资源共享的，那么包括：

1.文件描述符

2.每种信号的处理方式（SIG_IGN、SIG_DFL或者自定义的信号处理函数）

3.当前工作目录

4.用户id和组id

那么线程是不是该有自己的特征的？

下面资源每个线程各有一份：

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.errno变量

5.信号屏蔽字

6.调度优先级

我们将要学习的线程库函数是由POSIX标准定义的,称为POSIX thread或者pthread。在Linux

上线程函数位于libpthread共享库中,因此在编译时要加上-lpthread选项。

关于线程API

系统已经为我们把函数分装在 pthread.h 文件里， 我们直接调动就好了，下面看看都有什么函数

一、创建线程

1.原形 

   #include<pthread.h>

   int pthread_create(pthread_t* thread,const pthread_attr_t* attr,\

     void* (*start)routine)(void*),void*arg);

   Complie and link with-pthread

2，返回值：成功返回0,失败返回错误号。以前学过的系统函数都是成功返回0,失败返回-1,而错误 号保存在全局变量errno中,而pthread库的函数都是通过返回值返回错误号,虽然每个线程也都 有一个errno,但这是为了兼容其它函数接口而提供的,pthread库本身并不使用它,通过返回值 返回错误码更加清晰。

3，参数：thread, 线程id, 输出型参数，attr:线程属性，start_routine：函数指针； arg:传给函数的参数

4，错误信息：由于pthread_create的错误码不保存在errno中,因此不能直接⽤用perror(3)打印错误信息,可以先 用strerror(3)把错误码转换成错误信息再打印。

二、终止线程

如果需要只终止某个线程而不终止整个进程,可以有三种方法:

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

2. 一个线程可以调用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。

关于pthread_exit

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

retval是void *类型,和线程函数返回值的用法一样,其它线程可以调用pthread_join获得这个指 针。

需要注意,pthread_exit或者return返回的指针所指向的内存单元必须是全局的或者是用 malloc分 配的,不能在线程函数的栈上分配,因为当其它线程得到这个返回指针时线程函数已 经退出了。

  

三、线程等待

一个线程创建后，如果不回收会这么样？ 会如图僵尸进程一般（再一次证明线程是用进程所模拟的）；

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

调用该函数的线程将挂起等待,直到id为thread的线程终止。

成功返回0，失败返回错误号。

thread线程以不同的方法终止,通 过pthread_join得到的终止状态是不同的,总结如下:

1. 如果thread线程通过return返回,value_ptr所指向的单元里存放的是thread线程函数的返 回值。

2. 如果thread线程被别的线程调用pthread_cancel异常终掉,value_ptr所指向的单元里存放 的是常数PTHREAD_CANCELED。 （Linux下是-1）

3. 如果thread线程是自己调用pthread_exit终止的,value_ptr所指向的单元存放的是传给 pthread_exit的参数。 如果对thread线程的终止状态不感兴趣,可以传NULL给value_ptr 参数。

四：打印线程id

pthread_t pthread_self();

五：打印错误码：strerror(err); 

总节：

1、进程是系统分配资源的基本单位，而线程是执行的基本单位。 
2、线程在他在进程的内部运行，在linux中轻量级进程有可能就是线程。 
3、由于进程之间代码段可数据段是共享的，所以线程间通信是很容易的。 

4、由于线程是在一个进程内部运行的，所以线程的pid和组id是相同的，但是线程的id是不同的。 

5、一般情况下创建出来的线程的优先级都是平等的。 

6、进程强调独立，线程强调共享。

线程优点：成本小，调度快， 但是不稳定。一个线程出现问题，整个进程都会出现问题，其它都会挂。任何一个线程有exit或者_exit，则所有线程都终止。

线程分离：

1.在任何一个时间点上，线程是

可结合的（joinable）或者是分离的（detached）。

2,一个可结合的线程能够被其他线程收回其资源和杀死。在被其他线程回收之前，它的存储器资源 （例如栈）是不释放的。

3,一个分离的线程是不能被其他线程回收或杀死的，它的存储器资源在它终止时由系统自动释放。

4,默认情况下，线程被创建成可结合的。为了避免存储器泄漏，每个可结合线程都应该要

么被显示地回收，即调用pthread_join；要么通过调用pthread_detach函数被分离。

5,如果一个可结合线程结束运行但没有被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。

6，由于调用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个子线程进

行处理的时候，主线程并不希望因为调用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。