Linux多线程

原文链接： https://www.cnblogs.com/yinbiao/p/11177748.html

 

进程的概念：进程是对运行时程序的封装，是系统进行资源调度和分配的基本单位，实现了操作系统的并发。

线程的概念：线程时进程的子任务，是cpu调度和分派的基本单位。线程时操作系统可以以识别的最小的执行和调度单位，每一个线程都独占一个虚拟处理器，独自的寄存器组、指令计数器和处理器状态。每个线程完成不同的任务，但是共享同一地址空间，打开文件队列和其他内核资源。

线程与进程的区别：

(1)一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程，但至少有一个线程。线程依赖于进程而存在。

(2)进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享进程的内存。（资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。同一进程中的多个线程共享代码段（代码和常量），数据段（全局变量和静态变量），扩展段（堆存储）。但是每个线程拥有自己的栈段，栈段又叫运行时段，用来存放所有局部变量和临时变量。）

(3)进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位

(4)系统开销： 由于在创建或撤消进程时，系统都要为之分配或回收资源，如内存空间、I／o设备等。因此，操作系统所付出的开销将显著地大于在创建或撤消线程时的开销。类似地，在进行进程切换时，涉及到整个当前进程CPU环境的保存以及新被调度运行的进程的CPU环境的设置。而线程切换只须保存和设置少量寄存器的内容，并不涉及存储器管理方面的操作。可见，进程切换的开销也远大于线程切换的开销。

(6)进程间不会相互影响 ；线程一个线程挂掉将导致整个进程挂掉

一、线程创建与结束

相关函数：

1）int pthread_create(pthread_t *thread,const pthread_attr_t *attr,void*(*start_routine)(void*),void *arg)

线程创建函数

参数1：*thread,需要创建的线程ID指针

参数2：*attr，用来设置线程属性

参数3：void*,线程运行函数的起始地址，页就是告诉线程你的线程运行函数是哪一个

参数4：*arg，线程运行函数的参数

函数的返回值int是函数是否运行成功的结果，当返回值为0表示运行成功，-1表示运行失败。当线程运行函数的参数不止一个时，需要将这些参数封装成一个结构体传进去。

2）int pthread_join(pthread_t thread,void **retval)

调用线程等待thread线程运行结束，并且获得thread线程的返回值

参数1：thread，被等待线程的线程ID

参数2：用来存储thread线程的返回值

该函数一般是主线程调用，用来等待子线程运行完毕,函数的返回值int是函数是否运行成功的结果，当返回值为0表示运行成功，-1表示运行失败

3）void pthread_exit(void *retval)

结束当前线程，并返回一个返回值

参数1：*retval，线程结束的返回值

一般pthread_exit和pthread_join配套使用，获得子线程的返回值

#include 
#include
using namespace std;

void* say_hello(void* args)
{
    cout<<"this is a hello from thread"< 
 
  
 
 
  
二、线程的属性
 
  
在创建进程的时候，第二个参数是线程的属性。
 
  
typedef struct  
{  
    int                   etachstate;      //线程的分离状态  
    int                   schedpolicy;     //线程调度策略  
    structsched_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;   //线程的栈设置  
    void*                 stackaddr;       //线程栈的位置  
    size_t                stacksize;       //线程栈的大小  
}pthread_attr_t;
 
  
(1)线程的分离状态：线程的分离状态决定一个线程以什么样的方式终止自己。
 
  
a.非分离状态：线程的默认属性时非分离状态。父线程等待子线程结束，只有当pthread_join函数返回时，子线程才算终止，才能释放自己占用的系统资源。
 
  
b.分离状态：分离线程没有被其他线程所等待，自己运行结束了，线程也就终止了，马上释放系统资源，可以根据自己的需要，选择适当的分离状态。
 
  
如何令线程分离？
 
  
(1)在创建线程的时候将线程设置为分离线程。
 
  
pthread_attr_setdetachstate（pthread_attr_t *attr, int detachstate）
 
  
第二个参数可选为：PTHREAD_CREATE_DETACHED(分离线程）和PTHREAD_CREATE_JOINABLE（非分离线程）
 
  
注意：
 
  
当将线程设置为分离转台的时候，这个线程可能运行非常快。在pthread_create函数返回之前就终止了。它终止之后线程号和资源可能交给其他线程使用。这个时候pthread_create返回了错误的线程号。这种时候可以在线程运行的函数中调用pthread_cond_timewait函数，令线程多睡眠几秒，留出足够的时间让pthread_create返回，设置一段等待时间。
 
  
(2)方法2：在需要分离的线程的运行函数中掉用pthread_detached函数
 
  
线程可以通过pthread_self()为参数，利用pthread_detach来分离他们自己。
 
  
pthread_detach(pthread_self())
 
  
 
 
  
2)线程的栈地址
 
  
当进程栈地址空间不够时，，指定新建线程使用malloc分配的空间作为自己的栈空间，通过pthread_attr_setstackaddr和pthread_attr_getstackaddr两个函数分别设置和获取线程的栈地址，传给pthread_addr_setstackaddr函数的地址是缓冲区的低地址（不一定是栈的开始地址，栈可能从高地址往低地址增长）
 
  
 
 
  
3）线程的栈大小
 
  
1.当系统中有很多线程时，可能需要减小每个线程的栈空间默认大小，防止进程的地址空间不够用
 
  
2.当线程调用的函数会分配很大的局部变量或者函数调用层次很深时，可能需要增加线程默认栈的大小
 
  
3.函数pthread_attr_getstacksize和 pthread_attr_setstacksize提供设置。
 
  
 
 
  
4）线程的栈保护区大小
 
  
1.在线程栈的栈顶预留一段空间，防止栈溢出
 
  
2.当栈指针进入这段保护区时，系统会发出错误，通常是发送信号给线程
 
  
3.该属性的默认值是PAGESIZE大小，该属性被设置时，系统会自动将该属性大小补齐为页大小的整数倍
 
  
4.当栈改变地址属性时，栈保护区大小通常清零
 
  
 
 
  
5）线程的优先级
 
  
1.新线程不继承父进程的优先级，新线程的优先级默认为0
 
  
2.新线程使用SCHED_OTHER调度策略，即：线程一旦开始运行，直到被抢占或者直到线程阻塞或停止为止
 
  
 
 
  
6）线程的争用范围
 
  
1）PTHREAD_SCOPE_SYSTEM:此线程与系统中的所有线程进行竞争
 
  
2）PTHREAD_SCOPE_PROCESS:此线程与进程中的其他线程进行竞争
 
  
具有不停争用范围的线程可以在同一个线程甚至同一个进程中共存，进程范围只允许这种与同一进程中的其他线程争用资源，而系统范围则允许此类线程与系统中其他所有线程争用资源