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1. 线程与进程
线程的概念
线程是进程内相对独立的一个执行流，是进程内的一个执行单元，是操作系统中一个可调度的实体。
深入理解进程和线程
- 在现代操作系统中，资源分配的基本单位是进程，而CPU调度执行的基本单位是线程
- 进程不是调度单元，线程是进程使用CPU资源的基本单位
- 进程有独立的地址空间，进程中可以存在多个线程共享进程资源
- 线程不能脱离进程单独存在，只能依附于进程运行
- 线程可以在不影响进程的情况下终止，但反之则不然
2. 多线程
什么是多线程
多线程，是指从软件或硬件层面上实现多个线程并发执行的技术。
- 从软件层面看，一个进程中可以有多个线程，该程序也可以称之为多线程程序；
- 从硬件层面看，多核处理器能够支持在同一时间执行多个线程。
实际上，对于单核处理器，即使软件编写为多线程模型，同一时间也只能执行一个线程，但这并不代表此时多线程就没有意义，因为处理器的数量不会影响程序结构，那么多线程编程模型在程序结构上到底有哪些好处呢？
多线程模型的好处
- 通过为每种事件类型分配单独的处理线程，可以简化异步事件处理代码
- 可以直接共享进程的数据资源
- 将复杂问题分解为相互独立的任务，可以交叉进行，提高程序吞吐量
- 通过把处理用户输入输出的部分和其他部分分开，可以改善交互式程序响应时间
3. 线程标识
- 线程ID（Thread ID）是线程的唯一标识
- 线程ID只有在它所属的进程上下文中才有意义
- 线程ID类型为
pthread_t，可能实现为unsigned long或结构体，依系统而定 - 线程可以调用
pthread_self获得自身线程ID - 可移植的程序应该调用
pthread_equal来比较两个线程的ID
#include <pthread.h>
pthread_t pthread_self(); //返回调用线程的线程ID
int pthread_equal(pthread_t tid1, pthread_t tid2); //相等返回非0数值，否则返回04. 线程创建
函数原型
任意线程可以通过调用pthread_create创建新线程，start_routine为新线程的启动例程，创建成功后，新线程和调用线程谁先运行是不确定的。
//成功返回0，失败返回错误编号
int pthread_create(pthread_t *tid, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg); 参数说明
- pthread_create成功返回后，tid指向内存即为新线程ID
- attr用于定制线程属性，若使用默认属性则传NULL
- start_routine是线程启动例程
- arg是start_routine的参数，若参数不止一个，就把这些参数放到一个结构中，再把该结构的地址作为arg传入
使用示例-打印线程ID
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
pthread_t tid;
void printf_tid(const char *s)
{
pid_t pid = getpid();
pthread_t tid = pthread_self();
printf("%s pid = %d, tid = %lu(0x%lx)\n", s, pid, tid, tid);
}
void *pthread_start(void *arg)
{
printf_tid("new thread: "); //新线程用pthread_self()获取自身ID，是因为新线程执行时pthread_create()可能还未返回，tid还未初始化完成
}
int main()
{
pthread_create(&tid, NULL, pthread_start, NULL);
sleep(1); //调用线程休眠1S，让新线程先执行
printf_tid("main thread: ");
return 0;
}
注意：使用pthread的代码在编译时需要指定链接-lpthread
5. 线程终止
在不影响整个进程的情况下，单个线程有三种终止方式：
- 在线程启动例程中调用
return返回 - 在线程启动例程中调用
pthread_exit退出 - 被进程中的其他线程取消
void pthread_exit(void *value_ptr);value_ptr是一个无类型指针，进程中的其他线程可以调用pthread_join访问到这个指针。
6. 线程等待
函数原型
int pthread_join(pthread_t tid, void **value_ptr); //成功返回0，失败返回错误编号调用线程将一直阻塞，直到等待的线程以上述三种方式终止。
参数说明
- tid表示等待的线程ID
- value_ptr用于保存线程的退出状态
- 如果线程以return或pthread_exit方式终止，value_ptr指向内存就被设置为return或pthread_exit的参数
- 如果线程被取消，value_ptr指向内存就被设置为
PTHREAD_CANCELED - 如果不关心线程的返回值，就给value_ptr传NULL
使用示例-获得线程返回值
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
void *thread1_start(void *arg)
{
int ret = 0;
return ((void *)ret);
}
void *thread2_start(void *arg)
{
char *ret = "thread 2 exit";
pthread_exit(ret);
}
int main()
{
pthread_t tid1;
pthread_t tid2;
void *ret;
pthread_create(&tid1, NULL, thread1_start, NULL);
pthread_create(&tid2, NULL, thread2_start, NULL);
pthread_join(tid1, &ret);
printf("thread 1: %d\n", (int)ret);
pthread_join(tid2, &ret);
printf("thread 2: %s\n", (char *)ret);
return 0;
}
7. 线程分离
在默认情况下，线程的终止状态会一直保存到对该线程调用pthread_join；但是，如果线程已经