POSIX多线程程序设计（第2章：线程）

1 主线程

    当C程序运行时，首先运行main函数。在线程代码中，这个特殊的执行流被称为“初始线程”或“主线程”。

    初始线程的特殊性在于main函数返回阶段保留了传统UNIX进程行为，即进程结束时不会等待其他线程结束。

    从main函数返回将导致进程终止，也将使进程内所有的线程终止。可以在main函数中调用pthread_exit，这样进程就必须等到所有线程结束后才能终止。

2 线程管理函数

头文件	#include
函数原型	int pthread_equal(pthread_t tid1, pthread_t tid2);
参数	tid1：线程标识1 tid2：线程标识2
返回	若相等则返回非0值，否则返回0
功能	对两个线程ID进行比较

头文件	include
函数原型	pthread_t pthread_self(void);
参数	void
返回	返回调用线程的线程ID
功能	获得自身线程ID

头文件	include
函数原型	int pthread_create(pthread_t *restrict tidp, const pthread_attr_t *restrict attr, void *(*start_rtn)(void), void *restrict arg);
参数	tidp:获取新创建线程的线程ID attr:线程属性 start_rtn:新创建的线程从start_rtn函数的地址开始运行 arg:start_rtn的指针参数
返回	若成功则返回0，否则返回错误编号
功能	创建线程

    线程创建时并不能保证哪个线程会先运行：是新创建的线程还是调用线程。新创建的线程可以访问进程的地址空间，并且继承调用线程的浮点环境和信号屏蔽字，但是该线程的未决信号集被清除。

头文件	include
函数原型	void pthread_exit(void *rval_ptr);
参数	rval_ptr:保存线程退出后返回的值
返回	void
功能	线程终止

        rval_ptr是无类型指针，进程中的其他线程可以通过调用pthread_join函数访问该指针。

头文件	include
函数原型	int pthread_join(pthread_t thread, void **rval_ptr);
参数	thread:指定的线程ID rval_ptr：获取线程退出时的返回值
返回	若成功返回0，否则返回错误编码
功能	等待一个线程的结束

    调用pthread_join后，调用线程将一直阻塞，直到指定的线程调用pthread_exit、从启动例程中返回或者被取消。

    可以通过调用pthread_join自动把线程置于分离状态，这样资源就可以恢复。如果线程已经处于分离状态，pthread_join调用就会失败，返回EINVAL。

头文件	include
函数原型	int pthread_cancel(pthread_t tid);
参数	tid:线程ID
返回	若成功返回0，否则返回错误编码
功能	请求取消同一进程中的其他线程。注意：pthread_cancel并不等待线程终止

    线程可以安排它退出时需要调用的函数，这样的函数称为线程清理处理程序。线程可以建立多个清理处理程序。处理程序记录在栈中，也就是说它们的执行顺序与它们注册时的顺序相反。

头文件	include
函数原型	void pthread_cleanup_push(void (*rtn)(void *), void *arg); void pthread_cleanup_pop(int execute);
参数	rtn:线程清理函数 arg:参数 execute:表示执行到pthread_cleanup_pop时是否在弹出清理函数的同时执行该函数，若execute为0，清理函数将不被执行；若为非0，则执行。
返回	void
功能	线程注册清理函数。Pthread_cleanup_push和pthread_cleanup_pop可以实现为宏，所以在使用时需要配对出现。

头文件	include
函数原型	int pthread_detach(pthread_t tid);
参数	tid:线程ID
返回	若成功返回0，否则返回错误编号
功能	使线程进入分离状态。分离一个正在运行的线程不会对线程带来任何影响，仅仅是通知系统当该线程结束时，其所属资源可以被回收。

    在默认情况下，线程的终止状态会保存到对该线程调用pthread_join，如果线程已经处于分离状态，线程的底层存储资源可以在线程终止时立即被收回。当线程被分离时，并不能用pthread_join函数等待它的终止状态。对分离状态的线程进行pthread_join的调用会产生失败，返回EINVAL.

3 线程的生命周期

状态	含义
就绪	线程能够运行，但在等待可用的处理器。
运行	线程正在运行。在多处理器系统中，可能有多个线程处于运行状态。
阻塞	线程由于等待处理器外的其他条件无法运行，如条件变量的改变、加锁互斥量或I/O操作结束。
终止	线程从起始函数中返回，或调用pthread_exit，或者被取消，终止自己并完成所有资源清理工作。

 

4  一个进程内的多线程

4.1 线程独有的内容

(1)线程ID

(2)寄存器

(3)堆栈

(4)调度属性

(5)待定和阻塞的信号集

(6)线程专用数据

(7)错误返回码

4.2 线程共享的内容

(1)进程代码段

(2)进程数据段

(3)进程打开的文件描述符

(4)进程的当前目录

(5)进程用户ID和进程组ID

(6)两个同样值的指针指向相同的数据

5 一个进程内的线程间的通信方式

(1)利用全局变量

(2)通过参数传递