【Linux】线程（第十六篇）

目录

线程

1.线程基本概述：

2.线程类型：

3.线程间的共享资源与非共享资源

4.线程原语

1.线程创建函数

2.获取当前线程id的函数

3.回收线程资源

4.将线程设置为分离态

5.结束线程

6.退出线程

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线程

1.线程基本概述：

是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。ubuntu线程为LWP（轻量级进程）

线程id 为tid

lwp 为 线程编号

查看线程的命令

ps -eLf 查看系统中所有的线程
ps -Lf pid 查看指定进程里的线程

线程与进程的区别

线程与进程的差异：相比于进程而言，线程体积更小更轻量（进程是最小的分配资源的单位，线程是最小的调度单位）

进程创建时，内核对进程进行初始化并分配资源（内核）

线程寄存于进程中，与进程共享资源，线程隶属于进程的一部分

注意：线程既可以使用CPU，当时间片耗尽时产生中断，可以实现保存和恢复处理器现场，满足分时复用原则，为系统调度单位

2.线程类型：

用户级线程、内核级线程、混合型线程

用户级线程：默认系统不支持线程比如UBUNTU,需要安装第三方线程库，使用时因为所有的库内容都在用户层，直接访问即可，无需产生层级转换，切换频率低，运行效率高，速度快。 用户级线程即装即用，系统无需支持线程，对系统依赖较低，有较好的兼容性 用户级线程没有对应的内核对象，无法被系统内核识别，无论线程数量变为多少，也不会改变资源分配策略，无法得到更多的系统资源

内核级线程：系统内置线程原语，无需外部支持即可创建使用线程，线程创建后为每个线程创建内核对象，因为是系统函数，每个函数使用时都会产生系统调用，进行频繁的层级转换，相比于用户级线程，效率更低，执行成本高。 每个线程都有对应的内核对象，系统可识别，内核级线程变多，资源分配调整，该进程可能得到更多的资源，从而缩短整体任务的完成时间

混合型线程：该类线程采纳的用户型与内核型的优点，线程定义在用户层，便于使用，降低切换频率，提高执行效率，为线程创建内核对象，系统可识别，可以获取更多的系统资源

3.线程间的共享资源与非共享资源

共享资源：文件描述符表共享、堆空间共享、全局资源静态资源共享、信号行为共享（捕捉、默认、忽略）、pid（进程id） 非共享资源：线程栈（8M） 、信号屏蔽字非共享、 tid(线程id)、线程调度优先级、ERROR全局变量非共享

ubuntu系统中的全局变量errno 比如int fd = open("files")函数调用失败，将错误号设置到全局的errno变量中，perror(错误处理) 。线程有自己的处理方式，无需用perror 、errono

4.线程原语

POSIX Thread Library (NPTL)使Linux内核可以非常有效的运行使用POSIX线程标准写的程序。

1.线程创建函数

#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *restrict tidp,   //新创建的线程ID指向的内存地址。const pthread_attr_t *restrict attr,  //线程属性，默认为NULLvoid *(*start_rtn)(void *), //新创建的线程从start_rtn函数的地址开始运行void *restrict arg //默认为NULL。若上述函数需要参数，将参数放入结构中并将地址作为arg传入。);

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返回值 成功返回0，失败返回int 错误号，开发者可以通过错误号errono 获取对应得错误信息

const char* strerror(int errono); //该函数参数为错误号，返回字符串错误信息,大多数线程库函数都使用这种错误判断和处理方式

2.获取当前线程id的函数

#include <pthread.h>
pthread_t pthread_self(void);//成功返回当前线程得id

3.回收线程资源

int pthread_join(pthread_t tid, //需要等待的线程,指定的线程必须位于当前的进程中，而且不得是分离线程void **status  //线程tid所执行的函数返回值（返回值地址需要保证有效），其中status可以为NULL);

.pthread非linux系统的默认库， 需手动链接-线程库 -lpthread

.指定线程tid进行回收操作，可以回收线程资源以及线程得返回值并传出到status中 .阻塞函数，等待线程结束后进行回收 .如果不进行回收，不仅无法获取线程得返回值，还能产生僵尸线程

只有在pthread_join函数返回时，该线程才会释放自己的资源。 或者是设置在分离属性的情况下，一个线程结束会立即释放它所占用的资源。

4.将线程设置为分离态

pthread_detach(pthread_t tid);//将一个线程退出状态置为分离态

线程有两种中退出状态，线程默认得退出状态为（回收态 JOIN），另一种为（分离态（DETACHED）） 如果一个线程被设置为分离态线程，那么这个线程结束后系统自动回收该线程资源（无需用户干预），用户无法获取该线程返回值 两种退出状态互斥，如果对已经处于回收阶段得线程设置分离，分离无效，对已经分离成功得线程进行join回收操作，回收操作失败

5.结束线程

pthread_cancel(pthread_t tid); //线程取消，某线程可以用该函数结束另外一个线程

示例：

线程里只有while(1); 调用pthread_cancel 取消线程.实现不了。

原理：pthread_cancel向线程发送事件，如果线程里while(1);则处理不了，线程不能退出。线程出现系统调用时会检测取消事件，否则无法处理 解决办法： pthread_testcancel(); 产生一次系统调用（空调用）。

cancel事件得处理依赖关系调用，如果线程中没有系统调用可能无法被取消结束，通过pthread_testcancel可以产生系统调用

6.退出线程

pthread_exit(void*); 线程退出函数，哪个线程调用哪个线程结束
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
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void* mythread(void* lpvoid)
{//  pthread_detach(pthread_self());//将线程设为分离态//printf("my thread is running,threadid is %x...\n",(unsigned int)pthread_self());while(1){pthread_testcancel();//系统调用（空调用）}return (void*)1;
}
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int main()
{int err;void* revalue;pthread_t tid;err = pthread_create(&tid,NULL,mythread,NULL);//创建线程if(err >0){printf("pthread_create failed is %s\n",strerror(err));exit(0);}//sleep(2);pthread_cancel(tid); //向指定线程发送退出事件pthread_join(tid,(void**)&revalue); //回收线程printf("thread id is %x...,exit return value %ld\n",(unsigned int)tid,(long int)revalue);while(1)sleep(1);return 0;
}
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