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【Linux】线程分离 | 线程库 | C++调用线程 | 线程局部存储

news 2026/2/9 11:46:23

文章目录

    • 1. 线程分离
      • 1. 为什么要线程分离？
      • 2. 具体使用
      • 3. 为什么有时候分离在调用join 会正常运行？
    • 2. 如何理解线程库？
      • 如何理解 先描述 在组织？
    • 3. C++中使用多线程
    • 4. 线程局部存储
      • 局部变量
      • 全局变量

1. 线程分离

1. 为什么要线程分离？

使用 pthread_join 默认是阻塞的 ，即主线程等待 新线程退出
在这个过程中，主线程会直接卡住，就没办法继续向后运行，也就什么都干不了

若主线程 想做其他事情 ，所以就提出了线程分离的概念

默认情况下，新创建的线程是joinable的
即 线程默认被创建出来时，必须被join的， 若不能被join，线程对应的资源就无法释放，进而造成内存泄漏问题

若不关心线程的返回值，join是一种负担，创建一个线程时，提前告诉它，要分离这个线程

2. 具体使用

输入 man pthread_detach

参数为 要分离线程的线程id

一个线程被分离，就无法再被join，如果join，函数就会报错

刚开始有主线程和新线程，使用pthread_join 使主线程等待新线程退出
随着自定义函数循环结束，将返回值传给join，新线程结束，
在休眠5秒后，主线程结束

由于使用线程分离后，就不能使用pthread_join ，所以运行可执行程序后会报错

3. 为什么有时候分离在调用join 会正常运行？

在自定义函数中自己把自己分离

可执行程序运行后，发现并没有报错，分离和没分离是一样的

线程被创建的时候，谁先执行并不确定
当使用pthread_create 创建线程时，有可能新线程没有跑，而是主线程继续向下执行，进入join,
然后新线程才把自己分离
join时没有分离，join后才进行分离，所以会正常执行程序

2. 如何理解线程库？

在这里插入图片描述
自己形成的可执行程序，要跟库文件关联起来
库要加载到内存中，经过页表映射到地址空间的共享区中

进程中的多线程，可以随时访问库中的代码和数据
每个线程也都可以访问映射过来的pthread库

线程库也需要管理线程，先描述再组织
线程库创建类似的管理线程的TCB

创建进程时，在内核中存在LWP(轻量级进程),为了更好管理LWP，没办法给用提供线程接口，就必须使用pthread库来适配，对线程做管理，与LWP产生关联，包含库中的线程属性 即TCB

在库中通过自己定义的线程控制结构，把内核中的LWP控制起来

如何理解 先描述 在组织？

描述：
struct pthread 描述的是线程的其他的一些属性
线程局部存储 (后面会详细讲)
线程独立的栈
整体红色的框 作为一个结构体 等同于 线程的TCB 结构 进行描述
创建一个线程就有一个红色框

组织：
整体红色的框 作为一个结构体
把 每个结构体想象成数组， 可以聚合在一起
找线程，找红色框的起始地址即可 称为 线程ID
pthread_t 就是一个地址数据，用来标识线程相关属性集合、
这个地址是虚拟地址

3. C++中使用多线程

添加头文件 #include < thread>

使用 thread 创建对象th
想要执行什么方法，可以把方法传入对象中
通过对象 . 的方式 可以调用 join detach 等

c++底层是对原生线程库的封装
所以需要在makefile中添加pthread库

可执行程序即可正常运行

4. 线程局部存储

局部变量

局部变量在每个线程中是私有的

cnt在自定义函数中作为局部变量，属于栈上的
每个线程都有自己的栈，所以cnt属于每个线程都有的

三个线程对应的cnt地址是不相同的
三个线程的栈是不同的，局部变量cnt开辟到不同的栈中
cnt是同一个变量，地址绝对不一样

在自定义函数内定义的 局部变量cnt 是在运行时开辟的
编译时就把代码编译好了
局部变量会转化为汇编，以栈顶或者栈底为参考点 减去或者加上 对应数字 就代表是开辟空间

更改 ebp 和 esp 就可以切换栈
ebp 可以是 线程1 、线程2、线程3的栈底，根据调度的不同 ，在不同的栈中开辟不同的变量

全局变量

默认情况下，全局变量是所有线程共享的

创建全局变量g_val，并对其进行修改

当有多个线程对全局变量修改时，地址是相同的 ，说明全局变量是所有线程共享的

全局变量在已初始化数据段处开辟的空间

若不想g_val 被全局共享 ，则加入 __thread 编译选项
可以构建每个线程之间的局部存储

每个线程对应的地址是不一样的
说明全局变量g_val 在每个线程中各自有一份

修改后的全局变量 在 线程局部存储 当中
将原来的全局变量给 主线程 以及新线程对应的 线程局部存储 都拷贝一份
每个线程都私有一份，所以地址都不一样

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