pthread库学习

1.pthread_create 创建线程发生内存分配不足错误，通常是线程数过多。自已机子ubuntu8.04能成功创建线程大小为382。

为了能创建更多线程，第一条路是创建多进程，第二条路是减少线程栈的大小。

通常线程栈的大小受制于两个因素：
其一栈的最小值，通过宏PTHREAD_STACK_MIN可能得到大小，我的机子为16384即16k，任何线程不能小于此值，而且这个值没有考虑线程的具体逻辑，仅仅启动线程所需的大小。通常线程还要局部变量，线程大小应该比它大。
其二系统限制栈最大值，可以通过ulimit -s系统命令，得到本系统的最大值，我的机子为8192即8M，同时任何线程不能超过此值（可以利用ulimit -s xxx，修改成xxx值，单位为k）。
利用pthread_create创建线程时，pthread库会自动地为线程设定栈大小，我们通常不用明显地指定。当发生了内存分配不足时，就必须我们自已动手来指定栈大小。
pthread库用pthread_attr_t类型变量，来操纵线程属性。我们可以利用pthread_attr_getstacksize来得到默认分配大小，注意到必须先调用pthread_attr_init初始化函数，才能得到正确的值，否则
得到的值是不正确的。
示例代码:
pthread_attr_t attr;
pthread_attr_init(&attr);
std::size_t stack_size;
pthread_attr_getstacksize(&attr, &stack_size);

我的机子上是8388608即8192K即8M。

为什么系统有一个限制栈最大值呢？因为现在我们的cpu位数有限，例如我的32位，则cpu的寻址空间为4G，因此每一个进程的空间为4G。因为进程需要操作系统的支持，需要划分一部分空间给进入操作系统内核时候
使用，称之为内核态。例如需要系统调用，需要内核栈存放数据，需要同步通信数据等等。在不同的操作系统中划分的空间是不太相同的，linux下一般为1G，windows系统下一般2G。
进程去除内核态占用的空间外，就是用户态的空间了。
用户态空间划分成代码段，数据段，栈段。其中在linux中代码段分配在低地址，只读的。接下来是数据段，数据段细划分为全局（已初始化）静态（已初始化）数据
区，常量区，全局（未初始化）静态（未初始化）区。接下来就是栈空间了，但是栈空间访问方式与其它段不相同，栈分配空间是从高到低（通过esp先指向高地址，然后减去相应大小数据，达到分配空间的目的）。
因为一般情况下，数据段最后一个地址与栈的esp指向的地址存在相大的空间，这些空间就可以让我们做一些事情。可以利用这些空间动态地分配，称之为堆，可以利用这些空间分配给线程，称之为线程栈。
如何得到这段空间的起始地址呢？在linux下存在一个系统调用system_brk,给此函数传0作为参数，其返回值就是起始地址。
通常进程的用户态空间中我们可以自由控制的只有这段空间。linux下这段空间的大小一般为3000M左右（当然如果程序代码量较大，会更少），而用户态空间总共3G(3072M)大小。
因为创建线程栈中也只有在这段空间，所以系统要在数量和大小做一个平衡，因此存在一个栈最大值。

如何确定线程栈的大小呢？主要看线程函数中用的局部变量多少，动态申请空间的不算（但也会间接影响到线程数量的），特别要引起注意的是线程函数中代码不算，不要看线程函数代码非常多，就以为线程函数代码会占很多栈空间，前面说过，代码是放在代码段的，同理会间接影响到线程数量。因为总空间即用户空间有限，当代码段增大，数据段增大，自然自由空间就会减少。如果程序代码中使用了堆的话，还要去掉堆的空间。
所以在栈最小值基础上加上相应局部变量空间，再适当地增加一些空间（为安全起见）就可以了。

以前是个人参考各种资料理解总结而成的，并不代表一定是对的，欢迎有朋友指正。

2.利用pthread_cond_t类型变量实现条件通信，关键在于理解pthread_cond_wait函数，也是灵活运用条件通信的关键。
pthread_cond_wait需要二个参数，一个是条件变量地址，一个是mutex型变量地址。第一个参数很好理解，因为需要等待条件变量变化，所以需要它地址。
第二个参数却不易理解，明明我使用条件变量通信与mutex有什么关系，为什么需要它呢？看起来是多此一举，把问题复杂化了。
呵呵，我自已用sem操作来模拟没有mutex的条件变量，结果很惨，具体代码不好意思拿出来了，主要问题出在没办法确保sem的顺序。
假设a线程专门通过sem_post来实现点灯，通知资源可用。
假设b线程专门通过sem_wait来实现等待灯亮，并且消费资源和灭灯。
a,b两个线程，独立运行，推进速度未知，看起来，好像实现同步。假设b线程足够快，a线程慢一点，应该没多大问题。如果b线程非常慢，a线程非常快的话，有可能会产生两个问题：
1。资源未被消费，却被新资源刷新，重复点灯。
2。读“脏数据”，即当b线程消费了一部分资源，被切换成a线程，a线程用新资源刷新，当再切换回b线程时，接下来消费资源就是新资源，与上次消费资源不同步，如果b线程消费资源
与整个资源相关的，就会产生错误的结果。

所以类似这种问题，需要一个mutex来保证当正在消费资源或者产生新资源的独占性。
所以也就知道为什么条件变量通信需要mutex支持。
再来看pthread_cond_wait具体逻辑，它先释放mutex锁，然后等待信号，如果有信号通知，它重新获得mutex锁，并返回。
因为pthread_cond_wait先要释放锁，所以在它调用之前，一定要先获得锁，否则谈不上释放锁。
至于pthread_cond_wait返回后，要不要释放锁，则看具体的逻辑代码需要，一般情况下是需要的。

需要引起注意的是，当pthread_cond_wait返回的时候，并一定代表所求条件成立，强烈建议重新检查。
综上所述，使用pthread_cond_wait的示例代码为:
pthread_mutex_lock(&mutex);
while (!is_my_need)
{
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
}
pthread_mutex_unlock(&mutex);
与pthread_cond_wait配合使用的函数为pthread_cond_signal, pthread_cond_broadcast函数。

3.pthread_create创建线程出现“Resource temporarily unavailable”错误时，表示线程创建过多，至于如何修改，我暂时还没有找到解决的办法。
有人说要用pthread_detach分离，但是我试过了，我的测试程序没通过。