Linux线程2

线程相关函数

线程分离--pthread_detach（后面会详细讲）

函数原型：int pthread_datach(pthread_t thread);   

调用该函数之后不需要 pthread_join 

子线程会自动回收自己的PCB 

杀死（取消）线程--pthread_cancel

取消线程指的是在程序运行时，允许某个线程向另一个正在执行的线程发送一个请求，要求该线程停止当前的工作并尽快终止执行。这个过程并不是立即强制停止线程（因为那可能会导致数据不一致或资源泄露），而是以一种更温和、更可控的方式来实现。

在多线程程序中，有时候我们可能会遇到这样的情况：一个线程正在执行某个任务，但是由于某种原因（比如用户取消了操作、程序状态发生了改变等），我们需要这个线程停止当前的工作。这时候，取消线程就成为了一个必要的操作。

1 首先，你需要确保线程是可取消的。

2 然后，你可以通过调用一个特定的函数（如pthread_cancel）来向目标线程发送一个取消请求。这个请求会告诉线程：“你已经被请求取消了，请尽快停止工作。

3 目标线程需要定期检查是否收到了取消请求。这通常是通过在代码的关键点调用pthread_testcancel()（或类似函数）来实现的。如果在调用pthread_testcancel()时线程已被请求取消，那么线程会立即停止执行并退出。

4 在退出之前，线程应该执行必要的清理工作，比如释放它占用的资源（内存、文件句柄、锁等）。虽然这通常是线程自己的责任，但有时候也需要考虑在外部（比如主线程）进行某些清理工作。

5 一旦线程完成了所有的清理工作，它就会结束执行。此时，如果其他线程正在等待这个线程结束（比如通过pthread_join），那么等待操作也会返回。

函数原型： int pthread_cancel(pthread_t pthread); 

使用注意事项： 在要杀死的子线程对应的处理的函数的内部，必须做过一次系统调用

write read printf int a = 2; int b = a+3;

pthread_testcancel();设置取消点

见详细代码如下：

基本思想：创建，取消，回收

线程取消成功

比较两个线程ID是否相等（预留函数） --pthread_equal

函数原型：    int pthread_equal(pthread_t  t1,pthread_t t2); 

当线程相同时，返回真，线程不同时，返回假

线程分离属性

通过属性设置线程的分离

1.线程属性类型： pthread_attr_t attr;

2.线程属性操作函数：

        对线程属性变量的初始化

                int pthread_attr_init(pthread_attr_t* attr);

        设置线程分离属性

                int pthread_attr_setdetachstate( pthread_attr_t* attr,int detachstate );

参数：

        attr : 线程属性

        detachstate

                PTHREAD_CREATE_DETACHED(分离)                

                PTHREAD_CREATE_JOINABLE(非分离)

释放线程资源函数

        int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t* attr)；

线程被设置为分离态，在线程结束时会自动释放资源，使用pthread_join()是用来等待非分离态线程结束并回收资源的，所以分离态可以不使用

线程同步

Linux中的线程同步是确保多个线程在访问和操作共享资源时保持数据一致性和正确性的重要机制。在多线程环境中，由于线程是并发执行的，如果多个线程同时访问和修改共享资源，可能会导致数据不一致、竞态条件等问题。因此，线程同步通过协调线程的执行顺序和共享资源的访问来避免这些问题。

线程同步的基本概念

• 同步：确保多个线程按照预定的顺序或规则来执行，以保证程序的正确性和稳定性。
• 互斥：防止多个线程同时访问共享资源，确保同一时间只有一个线程能够访问特定资源。

 用同一个简单的例子来解释

线程的ID交错出现，number的值依次增加。所以这两个线程是同步进行的

互斥锁（互斥量）

一、互斥锁（Mutex）概述

互斥锁实现了“互相排斥”（mutual exclusion）的同步机制，禁止多个进程或线程同时进入受保护的代码区域，即“临界区”（critical section）。在任何时刻，只有一个进程或线程被允许进入这样的保护区。互斥锁相对于信号量来说，语义更加简单轻便，执行速度更快，可扩展性更好，并且其数据结构定义也比信号量小。

二、互斥锁的特性

1. 互斥性：确保同一时间只有一个线程能够访问临界区。
2. 休眠锁：在锁争用时，可能存在进程的睡眠与唤醒，context的切换带来的代价较高，适用于加锁时间较长的场景。
3. 自旋等待：在锁被持有时，互斥锁会选择自旋等待（optimistic spinning），而不是立即进行休眠，以提升性能。
4. 性能与扩展性：与信号量相比，互斥锁的性能与扩展性更好，因此在Linux内核中更受青睐。
5. 多个线程访问时共享数据时串行的（但是效率较低）。

三、互斥锁的相关函数

在Linux中，互斥锁的实现函数主要通过pthread库提供，这些函数包括：

1. pthread_mutex_init
   • 功能：初始化一个互斥锁对象。
   • 原型：int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *attr);
   • 参数：mutex 是指向互斥锁对象的指针，attr 是指向互斥锁属性的指针（可以为NULL，表示使用默认属性）。
   • 返回值：成功时返回0，失败时返回错误码。
2. pthread_mutex_lock
   • 功能：对互斥锁进行加锁操作。
   • 原型：int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
   • 参数：mutex 是指向已初始化的互斥锁对象的指针。
   • 返回值：成功时返回0，如果互斥锁已被其他线程占用，则调用线程会被阻塞。
3. pthread_mutex_trylock
   • 功能：尝试对互斥锁进行加锁操作，但不会阻塞当前线程。
   • 原型：int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
   • 参数：mutex 是指向已初始化的互斥锁对象的指针。
   • 返回值：成功时返回0，如果锁已被其他线程占用，则返回EBUSY。
4. pthread_mutex_unlock
   • 功能：对互斥锁进行解锁操作。
   • 原型：int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
   • 参数：mutex 是指向已加锁的互斥锁对象的指针。
   • 返回值：成功时返回0。
5. pthread_mutex_destroy
   • 功能：销毁互斥锁，释放与互斥锁相关的资源。
   • 原型：int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
   • 参数：mutex 是指向要销毁的互斥锁对象的指针。
   • 返回值：成功时返回0。

四、原子操作

C P U 处 理 一 个 指 令 ， 进 程 / 线 程 在 处 理 完 这 个 指 令 之 前 是 不 会 失 去 C P U 的 就 像 原 子 被 认 为 是 不 可 分 割 颗 粒 一 样

即原子操作是一种在执行过程中不可被中断的操作，主要用于多线程或多进程环境下对共享资源的访问和修改，以确保数据的一致性和可靠性