线程管理

一、基本概念

1、线程是进程的执行路线，它是进程内部的控制序列，线程是进程的一部分，进程是一个资源单位，而线程是执行单位，线程是进程执行的实体，负责真正的执行

2、线程是轻量级的，没有自己的代码段、数据段、bss段、堆、环境变量、命令行参数、文件描述符、信号处理函数、当前工作目录等资源，进程中的所有线程都共享以上资源

3、每个线程都有自己独立的栈内存、线程ID、错误码、信号掩码、程序计数器、调度的优先级

4、一个进程中可以包含多个线程(多条不同的执行路线)，但是至少要有一个线程，进程刚创建成功时必定有一个线程，也称为主线程

5、ps -T -p 查看进程pid的线程信息，还可以htop命令查看

6、线程是进程的实体，可作为系统独立的任务调度和分配的基本单位

7、线程有不同的状态，系统提供了线程的控制接口，例如：创建、销毁、控制等

8、进程中的所有线程都在同一个虚拟地址空间中工作，进程中的所有资源对于它的线程来说都是共享的，尽管线程有属于自己的栈内存等资源，但是没有添加保护机制，对于其它线程的这些资源是可见的，当多个线程协同工作时需要解决的首要问题是资源竞争的问题(上锁)

9、线程的系统开销小、任务的切换速度快，同进程的多个线程之间不需要数据交换、也就不需要类似进程间通信的机制进行线程间通信，因此使用线程相对简单而高效

10、线程之间有优先级之分

二、POSIX线程

1、早期的UNIX和早期的Linux是没有线程概念的，微软的Windows系统首先使用的线程概念，之后UNIX和Linux也逐渐增加使用线程

2、早期各个厂商都提供自己私有的线程库，各自的接口实现差异比较大，不易于移植，世界标准化组织1995年指定了统一的线程接口规范，遵循这套标准的线程统称为POSIX线程，简称pthread

3、pthread包含一个头文件 pthread.h 和一个共享库 libpthread.so

-lpthread 编译参数

三、线程管理

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);
    功能：创建线程
    thread：输出型参数，用于获取线程ID
    attr：线程属性，一般不设置属性给NULL即可
    start_routine：线程的执行入口函数，类似于该线程的主函数main
    arg：传递给入口函数的参数
    返回值：成功0，失败返回错误编码

注意：入口函数的参数和返回值要确保它们的持久化，方法1：使用全局变量参数，方法2:赶在参数释放前，把参数的值立即保存到入口函数的栈内存中

注意：从表面上看当主线程结束后，子线程也会随之一起结束，但实际上子线程之所以结束是因为主线程执行了main函数中隐藏的return语句，导致整个进程结束，所有线程都属于进程的一部分，会随着进程一起被结束回收，假如只是通过pthread_exit只结束主线程，子线程不会随着主线程结束的

注意：子线程执行入口函数结束后，子线程也结束了

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
   功能：等待线程结束，并获取结束时入口函数的返回值、释放线程资源
   thread：要等待的线程ID
   retval：用于获取线程结束时返回值的地址
   返回值：成功0，失败返回错误编码，等待线程还未结束则阻塞

int pthread_equal(pthread_t t1, pthread_t t2);
    功能：判断两个线程id是否相同，相同返回非零，不相同返回0
    注意：部分系统中的线程ID是以结构实现的，因此不能直接使用==运算符

pthread_t pthread_self(void);
   功能：获取当前线程的线程ID

四、线程的执行轨迹

同步方式：可结合状态(joinable) 默认的

在使用默认属性创建线程时，线程属于joinable态，该类线程必须在另一个线程中使用pthread_join函数等待其结束并释放线程资源，如果该类线程在结束时没有任何线程执行pthread_join回收其资源，该线程就变成"僵尸线程"。每个"僵尸线程"都会消耗一些系统资源，当有太多的"僵尸线程"存在时，可能会导致创建线程失败

异步方式：分离状态(detach)

当把线程设置为detach态时，线程结束无需经过pthread_join函数回收资源，由系统负责回收资源

注意：为了避免线程资源的泄漏，要么显式地调用pthread_join回收资源，或者设置为detach态

    int pthread_detach(pthread_t thread);
        功能：让线程分离，变成detach态
        thread:想要变成detach态的线程id
            两种方式：
            1、线程自己调用
                pthread_detach(pthread_self())
            2、其他线程(创建者)
                pthread_detach(threadid);
        注意：如果先执行了pthread_join进入等待后，才对线程进行分离，join不会立即结束，而是一直等到线程结束才返回

五、线程的终止

1、线程执行完入口函数的最后一行代码

2、线程调用pthread_exit函数，结束该线程

void pthread_exit(void *retval);
功能：向本线程发出取消请求，如果响应该请求，则线程会终止
retval：线程入口函数的返回值，会返回给pthread_join

3、如果进程结束(前三种情况)，那么它所有的线程都会随之结束

4、向指定的线程发出取消请求

int pthread_cancel(pthread_t thread);
默认情况下都会响应取消请求
thread：要杀死的线程id

六、线程的属性

    pthread_attr_t的定义：
    typedef struct
    {
       int                       detachstate;     线程的分离状态
       int                       schedpolicy;     线程调度策略
       struct sched_param        schedparam;      线程的调度参数
       int                       inheritsched;    线程的继承性
       int                       scope;           线程的作用域
       size_t                    guardsize;       线程栈末尾的警戒缓冲区大小
       int                       stackaddr_set;
       void *                    stackaddr;       线程栈的位置
       size_t                    stacksize;       线程栈的大小
    }pthread_attr_t;

通过 pthread_attr_setxxx 设置线程相关属性

通过 pthread_attr_getxxx 获取线程相关属性