linux操作系统之线程

（1）线程（LWP）   可使用命令查看指定线程的LWP号：  ps  -Lf pid

            1)light weigh process（轻量级进程），本质上仍然是进程

                       进程：独立的地址空间，拥有PCB，最小分配资源单位，内存分配资源以进程为标准。

                       线程：没有独立的地址空间（共享），拥有PCB，最小的执行单位，CPU分配时间轮片是以线程为标准。

            2）线程和进程的联系和区别

                  1>线程也有PCB，创建线程使用的底层函数和进程一样，都是clone。

                  2>从内核里看进程和线程都是一样的，都有各自不同的PCB，但PCB中指向内存的三级页表是相同的（类似于指向相同内存的指针，指针不同，但是内存相同）。

                       三级映射：进程PCB--->页目录（4kb）-->页表---->物理页面---->内存单元

                              

                  3>进程可以退变成线程。

                  4>线程可以看做寄存器和栈的集合

           3）线程资源和优缺点

                     1）共享资源

                               文件描述符  信号处理方式   工作目录  用户id和组id      内存地址空间（除栈空间和errno变量）

                    2）独享资源

                              线程id   处理器现场和栈指针（内核栈）和独立的栈空间（用户栈 ）  errno变量    信号屏蔽字  调度优先级

                    3）线程优缺点

                             优点：提高程序并发性  开销小（针对于进程）  数据通信共享数据方便（进程：IPC通信）

                             缺点：使用库函数，不稳定   调试编译困难，gdb不支持（出现在gdb之后）   对信号支持不好

（2）线程控制原语

           1）获取线程id:  pthread_t pthread_self(void);                     ---->对应进程getpid()

                         pthread_t  pthread_self(void);            返回值：成功 0     失败  无

               pthread_t：为linux下的无符号整数（%lu）

               线程ID为进程内部，识别标志，两个进程之间线程id允许相同。

         2）创建一个新线程 :pthread_create                                                --->对应进程的fork()

                    int pthread_create(pthread_t *thtrad,const pthread_attr_t *attr,void*(*start_routinue)(void *),void *arg);

        返回值   成功：0     失败：错误号（linux环境下线程的特点：失败均返回错误号，不能使用perror,而应该使用sterror函数）

         参数              1：保存系统为分配的线程id

                               2：通常设置为NULL，表示使用线程的默认属性（可使用具体参数修改该参数）

                               3：函数指针，指向线程主函数（线程体）。函数运行结束，则线程结束。

                               4：主函数执行期间所使用的参数。

          使用pthread_create循环创建多个线程，每个线程打印自己是第几个被创造的线程

                1>实现和结果

               

                           

                    直接将整形转化为指针类型，如果是32位的操作系统，直接转换。如果是64位的操作系统，则是小端转大端问题，前头补零，数据不变化。

             2>代码修改：（换成取地址，符合我们正常的理解，结果有问题）

                  

                    

                  如果是取地址的话，则线程去i的时候可能其他的线程也来了，此时两个线程公用全局变量，使得两个i值混乱。可以直接利用两个线程之间不共享栈的特点，直接采用值传递，而不是址传递。

           3)单个进程退出：pthread_exit函数

                  void  pthread_exit（void* retval）  参数：retval 表示线程退出状态，通常传NULL

          在多线程中 exit ,return ,pthread_exit的区别：

                 exit:进程中的所有线程退出，在线程中应该禁止使用exit.

                 return:返回到调用者那里，继续执行下一步程序。

                pthread_exit:退出单个线程

          结论：多线程环境中，应该尽量不用或者少用exit函数，取而代之用pthread_exit函数。pthread_exit或者return返回的指针所指向的内存必须是全局或者malloc分配的（不同线程不共享栈）

          4）阻塞等待线程退出，获取线程退出状态 :pthread_join                         ---->对应进程中的waitpid()

                    int  pthread_join（pthread_t thread,void **retval）;     成功：0  失败：错误号

             参数:线程id  ，retavl:储存线程结束状态。

        5）线程分离：pthread_detach（常用与网路和多线程服务器）

                   int   pthread_detach(pthread_t thread)       成功：0  失败：错误号

                   线程分离：线程主动与主控线程断开联系。线程结束后，其退出状态不由其他线程获取，而是自己主动释放（不会产生僵尸进程）（也可以通过pthread_create 通过设置参数2实现线程分离）

                使用了线程分离的线程不能够在使用pthread_join，这样调用返回EINVAL错误

       6）杀死(取消）线程：pthread_cancel函数                    --->进程的kill函数

                 int pthread_cancel(pthread_t thread);           成功：0  失败：错误号

           注意：线程的取消和杀死并不是实时的，而是有一定的延时性，需要等待线程到底某个取消点或者检查点（通常是系统调用，可通过 man 7 pthread查看取消点列表，也可以通过pthread_testcancel(）函数来自行设置一个取消点）

        当我们对一个已经取消的线程使用pthread_join时，返回值是-1.

         终止线程的方式：

                       1>线程主函数return 返回，不适用于主控线程。

                       2>一个线程调用pthread_cancel终止同一个进程中的另一个线程。

                       3>线程可以调用pthread_exit终止自己。