Linux线程编程 - 线程概念及创建线程

线程与进程的对比

线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有少量在运行中必不可少的资源（如程序计数器、一组寄存器、栈、线程信号掩码、局部线程变量和线程私有数据），但是它可与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源（同一地址空间、通用的信号处理机制、数据与I/O）。
进程在使用时占用了大量的内存空间，特别是进行进程间通信时一定要借助操作系统提供的通信机制，这使得进程有自身的弱点，而线程占用资源少，使用灵活，很多应用程序中都大量使用线程，而较少的使用多进程，但是，线程不能脱离进程而存在，另外，线程的层次关系，执行顺序并不明显，对于初学者大量使用线程会增加程序的复杂度。

进程是程序执行时的一个实例，即它是程序已经执行到课中程度的数据结构的汇集。从内核的观点看，进程的目的就是担当分配系统资源（CPU时间、内存等）的基本单位。
线程是进程的一个执行流，是CPU调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。一个进程由几个线程组成（拥有很多相对独立的执行流的用户程序共享应用程序的大部分数据结构），线程与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。
"进程——资源分配的最小单位，线程——程序执行的最小单位"
进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。
总的来说就是：进程有独立的地址空间，线程没有单独的地址空间（同一进程内的线程共享进程的地址空间）。（下面的内容摘自Linux下的多线程编程）
使用多线程的理由之一是和进程相比，它是一种非常"节俭"的多任务操作方式。我们知道，在Linux系统下，启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间，建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段，这是一种"昂贵"的多任务工作方式。而运行于一个进程中的多个线程，它们彼此之间使用相同的地址空间，共享大部分数据，启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间，而且，线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。据统计，总的说来，一个进程的开销大约是一个线程开销的30倍左右，当然，在具体的系统上，这个数据可能会有较大的区别。
使用多线程的理由之二是线程间方便的通信机制。对不同进程来说，它们具有独立的数据空间，要进行数据的传递只能通过通信的方式进行，这种方式不仅费时，而且很不方便。线程则不然，由于同一进程下的线程之间共享数据空间，所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用，这不仅快捷，而且方便。当然，数据的共享也带来其他一些问题，有的变量不能同时被两个线程所修改，有的子程序中声明为static的数据更有可能给多线程程序带来灾难性的打击，这些正是编写多线程程序时最需要注意的地方。
除了以上所说的优点外，不和进程比较，多线程程序作为一种多任务、并发的工作方式，当然有以下的优点：
提高应用程序响应。这对图形界面的程序尤其有意义，当一个操作耗时很长时，整个系统都会等待这个操作，此时程序不会响应键盘、鼠标、菜单的操作，而使用多线程技术，将耗时长的操作（time consuming）置于一个新的线程，可以避免这种尴尬的情况。
使多CPU系统更加有效。操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时，不同的线程运行于不同的CPU上。
改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程，成为几个独立或半独立的运行部分，这样的程序会利于理解和修改。

创建线程

示例代码

（线程编译的时候要加上 -lpthread）

 #include
 #include
 #include
 #include
 #include
 #include

 struct message
 {
     int i;
     int j;
 };

 void *hello(struct message *str)
 {
     printf("child,the tid=%lu,pid=%ld\n",pthread_self(),syscall(SYS_gettid));  //此处获取的为线程在线程库中的ID和线程的真实ID（即在系统中的），
     printf("the arg.i is %d,arg.j is %d\n",str->i,str->j);
     while(1);
 }

 int main(int argc,char *agrv[])
 {
     struct message test;
     pthread_t thread_id;
     test.i=10;
     test.j=20;
     pthread_create(&thread_id,NULL,(void *)*hello,&test);
     printf("parent,the tid=%lu,pid=%ld\n",pthread_self(),syscall(SYS_gettid));//此处获取的为主进程在线程库中的ID和主进程的真实ID（即在系统中的），
     pthread_join(thread_id,NULL);
 }

运行结果：

 $ ./pthread_create_exp
 parent,the tid=3076052672,pid=3288
 child,the tid=3076049728,pid=3289
 the arg.i is 10,arg.j is 20

NAME       
       syscall - 间接系统调用

SYNOPSIS       
       #define _GNU_SOURCE        
       #include 
       #include                  /* For SYS_xxx definitions */

       int syscall(int number, ...);

DESCRIPTION    
       syscall() 执行一个系统调用，根据指定的参数number和所有系统调用的汇编语言接口来确定调用哪个系统调用。
       系统调用所使用的符号常量可以在头文件里面找到。

Linux中，每个进程有一个pid，类型pid_t，由getpid()取得。Linux下的POSIX线程也有一个id，类型 pthread_t，由pthread_self()取得，该id由线程库维护，其id空间是各个进程独立的（即 不同进程中的线程可能有相同的id）。Linux中的POSIX线程库实现的线程其实也是一个进程（LWP），只是该进程与主进程（启动线程的进程）共享一些资源而已，比如代码段，数据段等。

有时候我们可能需要知道线程的真实pid。比如进程P1要向另外一个进程P2中的某个线程发送信号时，既不能使用P2的pid，更不能使用线程的pthread id，而只能使用该线程的真实pid，称为tid。

有一个函数gettid()可以得到tid，但glibc并没有实现该函数，只能通过Linux的系统调用syscall来获取。

原文链接：

http://blog.csdn.net/geng823/article/details/41284857