APUE学习-线程（1）

线程（thread）----轻量级的进程、CPU调度的最小单位，相比较于进程，进程是分配资源的最小单位。

之前讲到的是多进程编程，这一部分要说的是如何在一个进程中实现多线程编程（当然将进程部分的内容放到一起，就可以实现多进程多线程编程）。POSIX（可移植性操作系统接口）规定了可移植性的线程库pthread库<pthread.h>，这里面的函数需要在编译时加上-lpthread(-pthread)参数，pthread库中的类型以及函数是不透明的（掌握如何使用，无须关心如何实现）。

一个进程中至少有一个线程，从main()开始运行的线程称为 主线程（初始线程）。线程id类型pthread_t，可以使用pthread_self()返回，需要注意的是，线程id只是在一个进程内有效（进程id在整个系统中有效）；使用pthread_equal()比较两个线程的id是否相等。

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1. pthread_t pthread_self(void);  
2. int pthread_equal(pthread_t tid1, pthread_t tid2);  

线程创建的创建使用pthread_create()函数：

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

函数的第一个参数tidp，是一个出参，用来带回被创建线程的tid；第二个参数attr设置的线程属性（后面说明），默认属性传NULL即可；第三个参数start_rtn是一个函数指针，是被创建线程的入口函数（新线程从该函数开始运行至该函数结束）；第四个参数arg是start_rtn函数的参数；该函数调用成功返回0，否则返回出错编码（不使用errno全局变量）。几点需要注意：

1.受OS调度影响，被创建的线程处于就绪状态，故创建线程的线程往往是先被调用。

2.同一进程中的多个线程共享内存资源，故多个线程对进程中的所有变量都是共享的（但要注意该变量的生存期和作用域）。

3.只要进程（主线程）退出，其余未结束的线程都随之结束了（进程结束资源也就没了）

4.同一进程中的多个线程共享文件描述符，并非复制一份。

5.同一进程中的多个线程共享进程的信号屏蔽字，但新线程的未决信号集讲被清空。

进程退出的方式：从start_rtn返回；自身调用pthread_exit()函数；被同一个进程中的其他线程取消。先来看pthread_exit()函数和与之配套的pthread_join()函数：

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1. void pthread_exit(void *rval_ptr);  
2. int pthread_join(pthread_t thread, void **rval_ptr);  

pthread_exit()函数类似于进程中的exit()函数，线程直接终止，并将rval_ptr参数作为线程的返回值。pthread_join()的功能类似进程的waitpid(pid)函数，阻塞等待指定的线程退出并接受返回值，参数是void **类型，是一个出参参数。

线程中也有类似进程atexit()注册清理操作的函数，pthread_cleanup_push() pthread_cleanup_pop()注册线程的清理函数。

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1. void pthread_cleanup_push(void (*rtn)(void *), void *arg);  
2. void pthread_cleanup_pop(int execute);  

注册的函数有两个参数，一个是函数指针，一个是该函数接收的参数。第二个函数在执行后会设置之前注册的函数的执行状态，如果execute为0则不执行否则执行，需要注意的是，这两个函数必须是在一个函数内成对出现（具体实现应该是带括号的宏定义），但可以考虑放到pthread_exit()后。
再来说下pthread_cancel()函数，它和pthread_exit()都能使一个线程退出，不同是后者是使线程本身退出，而前者是使同一进程中的其他线程退出。

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1. int pthread_cancel(pthread_t tid);  

该函数的原理是：向tid线程发送SIGCANCEL信号（这个信号在kill -l中查询不到）。只是发送一个信号作为请求，但指定的线程是否退出何时退出pthread_cancel()并不关心，这就涉及到一个问题，一个线程在接收到SIGCANCEL信号时何时退出，有个取消点的概念。大部分的pthread函数以及阻塞的系统调用都是取消点，增加设置取消点的函数是pthread_testcancel()：

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1. void pthread_testcancel(void);  

通过这个函数可以设置取消点。取消点涉及到可取消状态和取消类型的的概念，相关操作如下：

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1. int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate);  
2. int pthread_setcanceltype(int type, int *oldtype);  

分别用来设置取消状态和取消类型。取消状态包括PTHREAD_CANCEL_ENBALE可以被取消 PTHREAD_CANCEL_DISABLE不允许被取消；取消类型包括PTHREAD_CANCEL_DEFERRED直到取消点才终止 PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS立即终止（这个在很多平台下是不好用的）

再介绍一下其他的线程属性，线程属性的类型是pthread_attr_t类型，类型的初始化和销毁分别是pthread_attr_init()  pthread_attr_destroy()两个函数：

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1. int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);  
2. int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);  

线程的属性包括：分离属性 绑定属性 线程栈属性等等，这里我们只说下分离属性（其余的用不到）。如果一个线程被分离了，那么创建它的线程即使调用了pthread_join()也不能等待并接受该线程的返回值。设置分离属性有两种方法，第一种是直接调用pthread_detach()函数，第二个中是将线程属性传入到pthread_create()函数中。

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1. int pthread_detach(pthread_t tid);  
2. int pthread_attr_getdetachstate(const pthread_attr_t * attr,  int *detachstate);  
3. int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr, int detachstate);  

pthread_detach()函数使tid线程分离，后面两个函数操作的是线程属性的结构，detachstate的值可以是PTHREAD_CREATE_JOINABLE不分离（默认的） PTHREAD_CREATE_DETACHED分离。这两种方法的区别是，第一种用于线程已被创建后分离，另一种用于创建前设置。