IO线程及相关函数

进程是资源分配的最小单位，线程是cpu调度的最小单位

一、概念：

线程指的是共享相同地址空间的多个任务

是一个轻量级的进程，为了提高系统的性能引入线程，线程和进程都参与统一的调度

在同一个进程中创建的线程共享该进程的地址空间

有一个工厂，工厂里面有一个车间，车间里面有工人

有一个系统，系统里面有一个进程，进程里面有线程

供不应求：1.建一个车间，招一个工人

2.招工人

二、特点：

   1）由于进程的地址空间是私有的，因此在进程间上下文切换时，系统开销比较大

   2）为了提高系统的性能，许多操作系统规范里引入了轻量级进程的概念，也被称为线程

   3）在同一个进程中创建的线程共享该进程的地址空间

   4）Linux里同样用task_struct来描述一个线程。线程和进程都参与统一的调度

 三、优点：

1）使用多线程的好处大大提高了任务切换的效率

2）多线程通信简单，可以通过全局变量

四、线程和进程的区别：

1）进程间相互独立，而同一个进程内的线程间共享进程内所有的资源

2）多线程间通信简单，但是需要对临界资源进行互斥与同步操作，多进程间通信较难

3）多线程安全性差，因为其中一个线程崩溃可能会对其他线程造成影响，多进程间相互独立，安全性高。

共性：都为操作系统提供了并发执行能力

不同点：调度和资源：线程是系统调度的最小单位，进程是资源分配的最小单位

地址空间方面：同一个进程创建的多个线程共享进程的资源；进程的地址空 间相互独立

通信方面：线程通信相对简单，只需要通过全局变量可以实现，但是需要考虑临界资

源访问的问题；进程通信比较复杂，需要借助进程间的通信机制(借助3g-4g内核空间)

安全性方面：线程安全性差一些，当进程结束时会导致所有线程退出；进程相对安全

临界资源：一次仅允许一个进程/线程访问的资源

临界区：访问临界资源的代码区域

安装：第三方库的man手册

sudo apt-get install manpages-posix manpages-posix-dev 

man pthread_create

1. 线程资源

共享的资源：可执行的指令、静态数据、进程中打开的文件描述符、信号处理函数、当前工作目录、用户ID、用户组ID

1. 私有的资源：线程ID (TID)、PC(程序计数器)和相关寄存器、堆栈、错误号 (errno)、信号掩码和优先级、执行状态和属性

五、线程函数

1、pthread_create

#include 
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
                  void *(*start_routine) (void *), void *arg);
功能：创建一个线程
参数：
（1）tidp：事先创建好的pthread_t类型的参数。成功时tidp指向的内存单元被设置为新创建线程的线程ID。
（2）attr：用于定制各种不同的线程属性。APUE的12.3节讨论了线程属性。通常直接设为NULL。
（3）start_rtn：新创建线程从此函数开始运行。无参数是arg设为NULL即可。
（4）arg：start_rtn函数的参数。无参数时设为NULL即可。有参数时输入参数的地址。当多于一个参数时应当使用结构体传入。
返回值：成功返回0，失败非0.
  

进程退出所有线程都退出

向函数线程传递参数

2、pthread_exit 退出线程

#include 
void pthread_exit(void *retval);
功能：退出线程，由于一个进程中的多个线程是共享数据段的，因此通常在线程退出之后，退出线程所占用的资源并不会随着线程的终止而得到释放，
参数：retval：线程退出时返回的值（通常为NULL）
	返回值：成功 ： 0
			失败：errno 
pthread_exit() 函数不能返回一个指向局部数据的指针，否则很可能使程序运行结果出错甚至崩溃。

只退出某一个线程

3、回收线程 pthread_join

#include 
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
	功能：用于阻塞等待一个指定的线程结束
	参数：thread：创建的线程对象，线程标识符，即线程ID，标识唯一线程
		  retval：指针*retval指向线程返回的参数，用户定义的指针，用来存储被等待线程的返回值。
	返回值：成功 ： 0
			失败：errno

补充：空类型二级指针不兼容其他类型二级指针，空类型一级指针兼容其他类型一级指针

注意函数内部的局部变量会随函数结束而销毁空间，用static修饰放到静态区，不随 函 数结束而销毁。

线程结束返回参数

4、获取线程tid   pthread_self

#include 
pthread_t pthread_self(void);
功能：获取线程tid
参数：无
返回值：成功得到线程tid，失败 错误码

1. pthread_cancal在线程中发送关闭指定线程的请求

线程退出pthread_exit只能终止当前线程，也就是哪个线程调用了pthread_exit，哪个线程就会退出；但是线程取消pthread_cancel ，不光可以终止自己，还可以终止其他线程。

#include 
int pthread_cancel(pthread_t thread);
	功能： 在线程中发送关闭指定线程的请求
	参数：thread   要关闭的线程号
	返回值: 成功: 0
			 失败: 负数，更新 errno

6、将线程设置为游离态pthread_detach

#include 
int pthread_detach(pthread_t thread);
功能：从状态上实现线程分离，将线程设置为detach（游离态），线程退出由系统自动                回收线程资源，
无需使用pthread_join
参数：要操作的线程id
返回值：成功 0，失败 错误码
    线程分离状态：
指定该状态，线程主动与主控线程断开关系。线程结束后（不会产生僵尸线程），其退出状态不由其他线程获取，而直接自己自动释放（自己清理掉PCB的残留资源）进程结束后，线程也会结束。
    与pthread_join不同的是不阻塞等待，子线程结束后自动回收，不影响我主线程的执行。datach不能接受退出进程的返回值