Linux线程：概念、特点、线程间资源共享情况

1. 线程概念

线程是轻量级的进程；Linux中，线程本质上仍是进程。

进程是OS分配资源的最小单位，线程是OS调度的最小单位。

NPTL

当前Linux线程库为redHat开发的NPTL，查看本地线程库版本：

getconf GNU_LIBPTHREAD_VERSION

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 2. 线程特点

（1）轻量级的进程（Light-Weight Process），也有PCB；

（2）无论是创建进程的fork，还是创建线程的pthread_create，底层都是调用内核函数clone；

（3）若复制（深拷贝，但有“COW”优化）父进程地址空间，则为进程；若共享（浅拷贝）父进程地址空间，则为线程。

（4）Linux内核不区分进程和线程，只在上层应用区分；

（5）线程操作函数pthread_*是库函数，而非系统调用。

线程优点

（1）提高并发性；

（2）开销小；

（3）共享数据方便；

线程缺点

（1）库函数，不稳定；

（2）调试困难；

（3）信号支持不好。

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3. 线程间共享资源和非共享资源

（1）线程共享资源

        ① 文件描述符表

        ② 各信号处理方式

        ③ 当前工作目录

        ④ 用户ID和组ID

        ⑤ 内存地址空间中的 .txt、.data、.bss、.heap、.共享库

（2）线程非共享资源

        ① 线程id

        ② 处理器现场和栈指针（内核栈）

        ③ 线程栈（用户空间栈）

        ④ errno变量

        ⑤ 信号屏蔽字

        ⑥ 调度优先级

线程共享资源测试：

主线程、子线程对全局num、堆区变量修改：

#include
#include
#include
#include

int num = 100;  // 全局变量

void* func(void* arg) {

    int* pn = (int*)arg;

    printf("修改前, 子线程中的全局变量num = %d, 堆区变量*p = %d\n", num, *pn);
    num++;
    (*pn)++;
    printf("修改后, 子线程中的全局变量num = %d, 堆区变量*p = %d\n", num, *pn);

    return NULL;
}

int main(int argc, const char* argv[]) {

    pthread_t tid;
    int ret = -1;
    int* p = NULL;

    memset(&tid, 0, sizeof(tid));

    // 分配堆空间
    p = malloc(sizeof(int));
    if (NULL == p) {
        perror("malloc");
        return 1;
    }
    memset(p, 0, sizeof(int));

    *p = 10;

    // 创建一个线程
    ret = pthread_create(&tid, NULL, func, (void*)p);
    if (0 != ret) {
        printf("线程创建失败...\n");
        return 1;
    }

    printf("按回车键继续.\n");
    getchar();
    printf("修改后, 主线程中的全局变量num = %d, 堆区变量*p = %d\n", num, *p);

    free(p); // 只能释放一次，因为堆区是共享的，只有一个*p

    return 0;
}

运行结果：

 可知同一进程中的线程共享.data区、heap区，此外还共享代码区、.bss区。