线程的基础知识

一、基本概念
进程中的资源：代码的指令、只读段、全局段、静态数据段、堆、栈、命令行参数、环境变量表、执行者（线程）。
什么线程：在进程中负责执行代码的一个单位，它是进程的一部分，一个进程至少要一个线程（主线程），进程也可以有多个线程（创建）。
进程中的代码的指令、只读段、全局段、静态数据段、堆、命令行参数、环境变量表、文件描述符、信号处理函数等资源对线程来说都是共享，线程之间栈空间是私有的。

线程是进程的一个实体，是操作系统独立调度和分派任务的基本单位。

二、POSIX线程
UNIX和Linux不支持线程，通过添加额外的线程库可以使用，在编译多线程代码时需要添加 -lpthread，pthread.h.

对于线程来说最要的是解决脏数据问题（线程同步），对于进程来说是解决通信（IPC）问题。

三、创建线程
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);
功能：创建线程
thread：返回值，获取线程id
attr：返回值，获取线程属性
start_routine：参数，注册线程的入口函数
arg：给线程入口函数的参数

1、同一个进程的多个线程都在同一个地址空间内活动，因此相对于进程，线程的系统开销小，任务切换快，它们可以执行相同的代码，也可以执行不同的代码。

2、线程间的数据交换不需要依赖于类似IPC的特殊通信机制，简单而高效，每个线程拥有自己独立的线程ID、寄存器信息、函数栈、错误码和信号掩码，线程之间存在优先级的差异。

3、main函数即主线程，main函数返回即主线程结束，主线程结束即进程结束，进程一但结束其所有的线程即结束。

4、应设法保证在线程过程函数执行期间，其参数所指向的目标持久有效。

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

typedef struct Hehe
{
    char name[20];
    char sex;
    short age;
    char addr[128];
}Hehe;

int num = 0;
void* pthread_run(void* arg)
{
    Hehe* hehep = arg;
    while(1)
    {
        printf("我是子线程 %d\n",num++);
        printf("%s %c %hd %s\n",hehep->name,hehep->sex,hehep->age,hehep->addr);
        sleep(1);
    }
}

int main()
{
    pthread_t ptid;
    double pi = 3.14;
    Hehe hehe = {"苏三",'f',18,"山西省洪桐县"};
    int ret = pthread_create(&ptid,NULL,pthread_run,&hehe);
    if(0 > ret)
    {
        perror("pthread_create");
        return -1;
    }

    while(1)
    {
        printf("我是主线程%d\n",num++);
        sleep(1);
    }
}

四、对线程的操作

1、等待线程
int pthread_join (pthread_t thread, void** retval);
功能：等待thread参数所标识的线程结束
retval：返回值，线程入口函数的返回值
返回值：成功返回0，失败返回错误码。

线程过程函数将所需返回的内容放在一块内存中，返回该内存的地址，要保证这块内存在函数返回后，即线程结束，以后依然有效；
若retval参数非NULL，则pthread_join函数将线程过程函数所返回的指针，拷贝到该参数所指向的内存中；
若线程过程函数所返回的指针指向动态分配的内存，则还需保证在用过该内存之后释放之。

2、获取线程id
pthread_t pthread_self (void);
功能：返回当前线程的id，此函数不会执行失败。

3、比较两个线程
int pthread_equal (pthread_t t1, pthread_t t2);
功能：比较两个id是否是同一个线程
返回值：两个id相等，则返回非零，否则返回0。
某些实现的pthread_t不是unsigned long int类型，可能是结构体类型，无法通过“==”判断其相等性。

4、终止线程
1) 从线程过程函数中return。
2) 调用pthread_exit函数。
void pthread_exit (void* retval);
retval和线程过程函数的返回值语义相同。

5、线程的执行轨迹
1) 同步方式(非分离状态)：
创建线程之后调用pthread_join函数等待其终止，并释放线程资源。
2) 异步方式(分离状态)：
无需创建者等待，线程终止后自行释放资源。

int pthread_detach (pthread_t thread);
功能：使线程进入分离(DETACHED)状态。
返回值：成功返回0，失败返回错误码。
处于分离状态的线程终止后自动释放线程资源，且不能被pthread_join函数等待。

6、取消线程
1) 向指定线程发送取消请求
int pthread_cancel (pthread_t thread);
成功返回0，失败返回错误码。
注意：只是向线程发出取消请求，并不等待线程终止。

缺省情况下，线程在收到取消请求以后，并不会立即终止，而是仍继续运行，直到其达到某个取消点。
在取消点处，线程检查其自身是否已被取消了，并做出相应动作。
当线程调用一些特定函数时，取消点会出现。

2) 设置调用线程的可取消状态
int pthread_setcancelstate (int state,int* oldstate);
成功返回0，并通过oldstate参数输出原可取消状态(若非NULL)，失败返回错误码。

state取值：
PTHREAD_CANCEL_ENABLE：接受取消请求
PTHREAD_CANCEL_DISABLE：忽略取消请求。

3) 设置调用线程的可取消类型
int pthread_setcanceltype (int type, int* oldtype);

成功返回0，并通过oldtype参数输出原可取消类型(若非NULL)，失败返回错误码。

type取值：
PTHREAD_CANCEL_DEFERRED延迟取消(缺省)。
被取消线程在接收到取消请求之后并不立即响应，
而是一直等到执行了特定的函数(取消点)之后再响应该请求。

PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS - 异步取消。
被取消线程可以在任意时间取消，不是非得遇到取消点才能被取消。
但是操作系统并不能保证这一点。

线程的基础知识

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