多线程

多任务处理的两种类型

• 基于进程:程序的并发执行.简单说就是把一份代码复制成多份，并让它们同时执行。进程间通信就是为了让它们有序的运行。

• 基于线程:同一程序的片段的并发执行.简单说就是让多个函数同时执行，每个函数称为一个线程，线程定义了一个单独的执行路径。线程间通信是为了让它们有序的运行。

Pthread（POSIX threads）

Pthreads定义了一套C语言的类型、函数与常量，它以pthread.h头文件和一个线程库实现。

数据类型

• pthread_t：线程ID
• pthread_attr_t：线程属性

操纵函数

• pthread_create()：创建一个线程
• pthread_exit()：终止当前线程
• pthread_cancel()：中断另外一个线程的运行
• pthread_join()：阻塞当前的线程，直到另外一个线程运行结束
• pthread_attr_init()：初始化线程的属性
• pthread_attr_setdetachstate()：设置脱离状态的属性（决定这个线程在终止时是否可以被结合）
• pthread_attr_getdetachstate()：获取脱离状态的属性
• pthread_attr_destroy()：删除线程的属性
• pthread_kill()：向线程发送一个信号

同步函数编辑（用于 mutex 和条件变量）

• pthread_mutex_init() 初始化互斥锁
• pthread_mutex_destroy() 删除互斥锁
• pthread_mutex_lock()：占有互斥锁（阻塞操作）
• pthread_mutex_trylock()：试图占有互斥锁（不阻塞操作）。即，当互斥锁空闲时，将占有该锁；否则，立即返回。
• pthread_mutex_unlock(): 释放互斥锁
• pthread_cond_init()：初始化条件变量
• pthread_cond_destroy()：销毁条件变量
• pthread_cond_signal(): 唤醒第一个调用pthread_cond_wait()而进入睡眠的线程
• pthread_cond_wait(): 等待条件变量的特殊条件发生
• Thread-local storage（或者以Pthreads术语，称作线程特有数据）：
• pthread_key_create(): 分配用于标识进程中线程特定数据的键
• pthread_setspecific(): 为指定线程特定数据键设置线程特定绑定
• pthread_getspecific(): 获取调用线程的键绑定，并将该绑定存储在 value 指向的位置中
• pthread_key_delete(): 销毁现有线程特定数据键
• pthread_attr_getschedparam();获取线程优先级
• pthread_attr_setschedparam();设置线程优先级

工具函数

• pthread_equal(): 对两个线程的线程标识号进行比较
• pthread_detach(): 分离线程
• pthread_self(): 查询线程自身线程标识号

创建线程

• 头文件

#include <pthread.h>

• 函数声明

int pthread_create(pthread_t *tidp, const pthread_attr_t *attr,(void*)(*start_rtn)(void*), void *arg)；

• 参数
  tidp: 指向线程标识符的指针,线程创建成功时，tidp指向的内存单元被设置为新创建线程的线程ID。
  attr: 设置线程属性。
  (start_rtn)(void): 线程运行函数的起始地址。
  arg: 运行函数的参数。

• 编译链接参数

- lpthread

• 返回值
  线程创建成功，返回0。
  线程创建失败，则返回出错编号，并且*thread中的内容是未定义的。

返回成功时，由tidp指向的内存单元被设置为新创建线程的线程ID。attr参数用于指定各种不同的线程属性。新创建的线程从start_rtn函数的地址开始运行，该函数只有一个万能指针参数arg，如果需要向start_rtn函数传递的参数不止一个，那么需要把这些参数放到一个结构中，然后把这个结构的地址作为arg的参数传入。

终止线程

#include<pthread.h>pthread_exit(status);

pthread_exit 用于显式地退出一个线程。通常情况下，pthread_exit() 函数是在线程完成工作后无需继续存在时被调用。
如果 main() 是在它所创建的线程之前结束，并通过 pthread_exit() 退出，那么其他线程将继续执行。否则，它们将在 main() 结束时自动被终止。

连接和分离线程

我们可以使用以下两个函数来连接或分离线程：

pthread_join (threadid, status) pthread_detach (threadid)

pthread_join() 子程序阻碍调用程序，直到指定的 threadid 线程终止为止。当创建一个线程时，它的某个属性会定义它是否是可连接的（joinable）或可分离的（detached）。只有创建时定义为可连接的线程才可以被连接。如果线程创建时被定义为可分离的，则它永远也不能被连接。